ContenidoSismmetro3SISMGRAFOS5El sismgrafo Chan-Heng7Un
sismgrafo de Lehman casero8Tipos de sismgrafos11SISMOGRAFOS Y SUS
TIPOS11Sismmetro de Bosch-Omori.14Sismmetro porttil
(1950)14Sismmetro porttil de Wilmore(1980).14Sismografo
Horizontal15TIPOS DE SISMOGRAFOS15Sismgrafo horizontal Wiechert de
1200 kilos 191016Sismmetro Electromagntico horizontal18Sismmetro
Electromagntico ruso tipo Galizin18Sismmetro de Banda ancha
STS-220Acelergrafo Kinemetrics K-221Acelergrafo
FBA-2322Digitalizador Reflek 200422El sismgrafo de
Lima23Construccin de un sismgrafo29Experimentos sobre vibraciones
con los altavoces del ordenador33Experimento 1: La fuerza de un
temblor34Experimento 2: Atenuacin de la energa36Experimento 3:
Velocidad de las ondas en medios diferentes37Que es un sismografo y
como funciona43Per: instalan 50 sismgrafos en el sur45Con la
finalidad de monitorear la placa de Nasca, la Universidad de
California instal estos equipos desde Cusco hasta Arequipa.45
Sismmetro
Este artculo o seccin necesita referencias que aparezcan en una
publicacin acreditada, como revistas especializadas, monografas,
prensa diaria o pginas de Internet fidedignas. Este aviso fue
puesto el 27 de noviembre de 2013.Puedes aadirlas o avisar al autor
principal del artculo en su pgina de discusin pegando
Sismgrafo quinemtrico del Departamento del Interior de Estados
Unidos.
El sismoscopio, inventado por Zhang Heng, fue un antecesor del
sismgrafo.El sismgrafo o sismmetro es un instrumento para medir
terremotos o pequeos temblores provocados por el levantamiento de
placas en La Tierra. Fue inventado en 1842 por el fsico escocs
James David Forbes.[1]Este aparato, en sus inicios, consista en un
pndulo que por su masa permaneca inmvil debido a la inercia,
mientras todo a su alrededor se mova; dicho pndulo llevaba un punzn
que iba escribiendo sobre un rodillo de papel pautado en tiempo, de
modo que al empezar la vibracin se registraba el movimiento en el
papel, constituyendo esta representacin grfica el denominado
sismograma.Diversas mejoras con pndulos horizontales fueron
realizadas ms adelante, por John Milne, James Alfred Ewing y Thomas
Gray, quienes trabajaron en Japn de 1880 a 1895.[2] Los
instrumentos modernos son, por supuesto, electrnicos. Estos
sismgrafos se parecen a los acelermetros, y tienden a llegar a ser
instrumentos universales. En aos anteriores, los sismmetros podran
quedarse cortos o ir fuera de la escala para el movimiento de la
Tierra que es suficientemente fuerte para ser sentido por la gente.
En este caso, slo los instrumentos que podran trabajar seran los
acelermetros menos sensibles.Los modernos sismmetros de banda ancha
(llamados as por la capacidad de registro en un ancho rango de
frecuencias) consisten de una pequea masa de prueba, confinada por
fuerzas elctricas, manejada por electrnica sofisticada. Cuando la
Tierra se mueve, electrnicamente se trata de mantener la masa fija
a travs de la retroalimentacin del circuito. La cantidad de fuerza
necesaria para conseguir esto es entonces registrada.La salida de
los acelermetros es una tensin proporcional a la aceleracin del
suelo (recordando F=ma de Newton), mientras que los sismmetros usan
un circuito integrado para lograr una salida que es proporcional a
la velocidad del suelo.Los sismmetros espaciados en un arreglo
pueden ser usados para localizar a precisin, en tres dimensiones,
la fuente del terremoto, usando el tiempo que toma a las ondas
ssmicas propagarse hacia fuera desde el epicentro, el punto de la
ruptura de la falla. Los sismgrafos son tambin usados para detectar
explosiones de pruebas nucleares. Al estudiar las ondas ssmicas,
los gelogos pueden tambin hacer mapas del interior de la
Tierra.Cuando ocurre un terremoto, los sismgrafos que se encuentran
cerca del epicentro son capaces de registrar las ondas S y las P,
pero del otro lado de la Tierra slo pueden registrarse las ondas
P.Los sensores usados en los sismmetros de Tierra son los llamados
gefonos. En cambio, en el medio marino adems del gefono tambin se
utiliza el hidrfono para captar tanto las vibraciones terrestres
como las ondas acsticas que se transmiten por el agua.Como equipos
de sismologia marina, existen los llamados sismmetros de fondo
ocenico (OBS, acrnimo en ingls), que son equipos autnomos que
trabajan con sus propias bateras y que adquieren datos durante un
periodo de tiempo concreto.
SISMGRAFOSEl sismgrafo
Un sismgrafo es un instrumento usado para medir movimientos de
la Tierra. Se basa en el principio de inercia de los cuerpos, como
sabemos este principio nos dice que todos los cuerpos tienen una
resistencia al movimiento o a variar su velocidad. As, el
movimiento del suelo puede ser medido con respecto a la posicin de
una masa suspendida por un elemento que le permita permanecer en
reposo por algunos instantes con respecto al suelo. El mecanismo
consiste usualmente en una masa suspendida de un resorte atado a un
soporte acoplado al suelo, cuando el soporte se sacude al paso de
las ondas ssmicas, la inercia de la masa hace que sta permanezca un
instante en el mismo sitio de reposo. Posteriormente cuando la masa
sale del reposo, tiende a oscilar. Sin embargo, ya que esta
oscilacin posterior del pndulo no refleja el verdadero movimiento
del suelo, es necesario amortiguarla. En la figura de la derecha se
ha representado un aparato en el que el amortiguamiento se logra
por medio de una lmina sumergida en un lquido (comnmente aceite).
Este era el mtodo utilizado en los aparatos antiguos, actualmente
se logra por medio de bobinas o imanes que ejercen las fuerzas
amortiguadoras de la oscilacin libre de la masa. Si se sujeta un
lpiz a la masa suspendida, para que pueda inscribir en un papel
pegado sobre un cilindro que gira a velocidad constante, se podr
registrar una componente del movimiento del suelo. El instrumento
hasta aqu descrito, detecta la componente vertical del movimiento
del suelo y se conoce como sismgrafo vertical. El papel donde traza
el movimiento se conoce como sismograma.Como el movimiento del
suelo tiene lugar en las tres dimensiones del espacio, los
movimientos del suelo tambin tienen dos componentes horizontales.
Para medir este movimiento se requiere de pndulos horizontales que
oscilan como una puerta aunque con el eje ligeramente inclinado
para lograr un punto de estabilidad. Uno de estos sismgrafos
horizontales se orienta en la direccin N-S y otro en la E-O. Un
ejemplo de sismgrafo horizontal es el que se muestra en la figura
siguiente.
Adems del pndulo y el sistema de amortiguamiento los sismgrafos
emplean un sistema de amplificacin para producir registros que
puedan ser analizados a simple vista. Antiguamente la amplificacin
se realizaba por medio de un sistema mecnico, en la actualidad la
amplificacin se realiza electrnicamente. Los sismmetros actuales
son sumamente sensibles a los movimientos de tierra; por ejemplo
movimientos tan pequeos como 1/10, 000,000 de centsima (distancias
casi tan pequeas como espacios atmicos) pueden ser detectados en
lugares sumamente quietos. Los sismmetros comnmente registran
movimientos de muchas y diferentes fuentes naturales; como tambin
aquellas causadas por el hombre; por ejemplo movimientos de los
rboles a causa del viento, olas golpeando las playas, y ruidos de
coches y grandes camiones.El movimiento del suelo con respecto a la
masa se efectuaba en los primeros instrumentos por medio de una
pluma o estilete que inscriba sobre un tambor giratorio. Despus se
introdujo la inscripcin sobre pelcula o papel fotogrfico de un haz
de luz reflejado en la masa o sistema amplificador del sismgrafo.
Actualmente existen sismgrafos que detectan el movimiento de la
masa electrnicamente y lo digitalizan para ser almacenado en cinta
magntica u otros medios de almacenamiento digital.
Sismograma
El sismgrafo Chan-HengEs el primer sismgrafo conocido se
construy en China, alrededor del ao 130 d.C. Consista en una vasija
de bronce que contena seis bolas en equilibrio en las bocas de seis
dragones situados alrededor de la vasija. Si una o ms bolas se caa
de la boca de los dragones al interior de las ranas, se saba que
haba habido un onda ssmica.
Un sismgrafo de Lehman caseroUn sismogrfo de Lehman es
simplemente una baja vertical que sujeta a otra horizontal que
tiene unido a ella un peso.
Ahora la idea consiste en unir el extremo de la barra horizontal
por medio de una alambre rgida al cono de un altavoz. De modo que
si se produce una vibracin mover el cono del altavoz, lo cual
generar una corriente elctrica. Es importante encerrar el altavoz
dentro de una caja de cartn para que no le afecten ruidos externos
que pueda recoger.
La salida del altavoz entra en un amplificador (que puede ser el
de una minicadena). El amplificador se conecta a un ordenador por
medio de la tarjeta de sonido y luego se utilizar un programa (tipo
Adobe Audition) para grabar el audio en el disco duro.
Los resultados obtenidos deben ser algo similar al siguiente
dibujo
Tipos de sismgrafosSISMOGRAFOS Y SUS TIPOS
QUE ES UN SISMOGRAFOInstrumento utilizado para registrar las
ondas generadas por terremotos o pequeos temblores provocados en la
sismologa de exploracin. Su principio de funcionamiento consiste en
un pndulo que por su masa permaneca inmvil debido a la inercia,
mientras todo a su alrededor se mova; en un papel se escriba el
movimiento del punzn. De manera ms precisa se basa en el principio
de inercia de los cuerpos. Este principio dice que todos los
cuerpos tienen una resistencia al movimiento o a variar su
velocidad as, el movimiento del suelo puede ser medido con respecto
a la posicin de una masa suspendida por un elemento que le permita
permanecer en reposo por algunos instantes con respecto al
suelo.
Cuando ocurre un terremoto, los sismgrafos que se encuentran
cerca del epicentro son capaces de registrar las ondas S y las P,
pero del otro lado de la Tierra slo pueden registrarse las ondas
P.
SISMOGRAMAS MAS SOFISTICADOS Estos sismgrafos se parecen a los
acelermetros, y tienden a llegar a ser instrumentos universales.
Los modernos sismmetros de banda ancha (llamados as por la
capacidad de registro en un ancho rango de frecuencias) consisten
de un pequea masa de prueba, confinada por fuerzas elctricas,
manejada por electrnica sofisticada, que registra la cantidad
necesario para mantener la masa fija a travs de la retroalimentacin
del circuito. Los sismmetros espaciados en un arreglo pueden ser
usados para localizar a precisin, en tres dimensiones, la fuente
del terremoto, usando el tiempo que toma a las ondas ssmicas
propagarse hacia fuera desde el epicentro, el punto de la ruptura
de la falla'
ANTECEDENTES DE LOS SISMGRAFOS
Sismgrafo Chan-Heng
(130 d.C). es el primer sismgrafo conocido Consista en una
vasija de bronce que contena seis bolas en equilibrio en las bocas
de seis dragones situados alrededor de la vasija. En caso de que
alguna de las bolas caa en la boca de los dragones al interior de
las ranas, se saba que haba habido un onda ssmica.
Sismmetro de Bosch-Omori.
Es un pndulo horizontal con una pluma que marca directamente la
bobina de papel.
Sismmetro porttil (1950)El modulo traduca los movimientos a
impulsos elctricos, de modo que la seal poda ser transmitida a
cierta distancia. Debido a su tamao fueron localizados en
campo.
Sismmetro porttil de Wilmore(1980).Dentro de este dispositivo
tubular, una masa sensible vibra y se desplaza al comps de la
energa ssmica. Un electroimn traduce esa vibracin a seales
elctricas. Y estas sern transmitidas a un computador que llevara el
registro y el control
Sismgrafo HorizontalConsta de de pndulos horizontales que
oscilan como una puerta aunque con el eje ligeramente inclinado
para lograr un punto de estabilidad. Uno de estos sismgrafos
horizontales se orienta en la direccin N-S y otro en la E-O.
TIPOS DE SISMOGRAFOS
La sismologa considera tres tipos de sismgrafos, mecnico,
electromagntico y de banda ancha. En Ingeniera ssmica los ms
utilizados son los que registran aceleraciones, que son los
llamados acelermetros. SISMGRAFOS MECNICOSEl sismgrafo mecnico est
compuesto por un elemento detector del movimiento, o sismmetro, y
un sistema de palancas, que sirve para amplificar el
movimiento.
Sismgrafo horizontal Wiechert de 1200 kilos 1910
Sismgrafo horizontal Wiechert de 17,000 kilos 1910 SISMGRAFOS
ELECTROMAGNTICOS
Actualmente existen sismgrafos que detectan el movimiento de la
masa electrnicamente y lo digitalizan para ser almacenado en cinta
magntica u otros medios de almacenamiento digital.
El desplazamiento de la masa genera electricidad al mover una
bobina dentro de un campo magntico de un imn. Al producirse el
movimiento del suelo se genera corriente en la bobina proporcional
a la velocidad de movimiento del suelo. Un galvanmetro sirve de
amplificador del movimiento. Ahora, si se ha hecho incidir un haz
de luz sobre el espejo unido al hilo del galvanmetro, ste sufrir
una desviacin, que recogida en un papel fotogrfico proporciona el
movimiento del sismmetro. Son utilizados desde 1950.
Sismmetro Electromagntico horizontal
Sismmetro Electromagntico ruso tipo Galizin
Sismmetro Electromagntico de periodo corto SISMGRAFOS DE BANDA
ANCHA
Este sistema permite extender el ancho de banda y la linealidad
de los sismmetros, porque no permite grandes movimientos de la masa
que doblen los resortes o los niveles. La seal de salida de estos
sistemas posee un gran rango dinmico debido a que los transductores
electromagnticos tienen un amplio rango dinmico.
Sismmetro de Banda ancha STS-2
Sismmetro de Banda ancha Guralp ACELERGRAFOS
Los acelergrafos, que miden la aceleracin del suelo o la fuerza
que acta sobre los edificios, estos no registran en continuo y
generalmente se activa al ser excitado por una onda ssmica que se
registra a alta velocidad en disco digital. Durante el registro de
la aceracin de un sismo, paralelamente se realiza el registro del
tiempo.
Acelergrafo Kinemetrics K-2
Acelergrafo FBA-23
Digitalizador Reflek 2004
El sismgrafo de Lima Los terremotos siempre han sido
acontecimientos muy importantes en nuestra historia. La ciudad de
Lima ha sufrido importantes movimientos ssmicos desde tiempos
prehispnicos. No es casualidad que Pachacamac, la divinidad ms
importante de la costa estuviera asociada a los terremotos.Durante
la poca colonial, los terremotos fueron atribuidos a castigos de
Dios por los pecados de los hombres.Recin en el siglo XIX se
empieza a estudiar de manera cientfica este fenmeno.Uno de los
primeros sismgrafos de Lima fue instalado en el Parque de la
Exposicin por Scipin Llona.
Scipin Llona, pionero de los estudios sismolgicos del Per.
(Foto: Milla Batres)
Scipin Llona naci en Lima en 1864. Fue discpulo de Jos Granda y
Federico Villarreal. Estudi en la escuela de ingenieros, pero no
concluy su carrera. A pesar de esto fue muy respetado por sus
investigaciones de los fenmenos naturales.En 1888 fue elegido
secretario de la Sociedad Geogrfica de Lima. Desde este cargo
promovi el inters en esta sociedad cientfica para estudiar los
movimientos ssmicos a travs de la historia peruana.En 1906 impuls
la construccin de un sismgrafo en Lima. El proyecto atrajo mucho la
atencin de varias instituciones de la poca.Los padres del convento
de los descalzos se entusiasmaron con este proyecto y ofrecieron un
terreno para construir el observatorio sismolgico, tambin la
Facultad de Medicina de San Marcos ofreci un espacio para colocarlo
dentro de sus instalaciones. Sin embargo, la Sociedad Geogrfica de
Lima decidi aceptar un terreno de 36 metros cuadrados ofrecido por
la Municipalidad de Lima en el parque de la Exposicin, pues este
lugar daba ms libertad a la Sociedad para poder realizar sus
observaciones cientficas.El pabelln fue diseado por el ingeniero
Santiago Basurco, ya conocido por la construccin del pabelln de la
Facultad de Medicina de San Fernando en 1903. La construccin estuvo
a cargo de Jos Castan.El sismgrafo es de pndulo horizontal, de modo
que no da la intensidad vertical de los movimientos terrestres, tan
tiles para nosotros de conocer, fin de que los arquitectos en el
Per construyan los edificios de modo tal que pueda servir, si no
para resistirlos, al menos para que puedan salvarse los moradores.
(Memoria de la Sociedad Geogrfica de Lima. 1905)Dentro del edificio
fue colocado un sismgrafo de sistema Wiechert y Milne.En 1906 el
edificio ya estaba terminado. Recin en 1908 Scipin Llona se hizo
cargo el observatorio sismolgico.
Sismografo de Lima, ubicado en el parque de la Exposicin de
Lima, detrs del Ministerio de Fomento (hoy Museo Metropolitano de
Lima). Curiosa foto dnde se ve la gran vegetacin que exista.
Fotografa de 1928.
Producto de estas investigaciones en 1918 public un estudio
titulado Teora cosmolgica cicloidal.En 1924 el sismgrafo pas a ser
administrado por el Ministerio de Fomento y se fund el Servicio
Sismolgico Nacional, Llona continu frente a la direccin del
sismgrafo hasta 1946, ao en que falleci en Lima cumpliendo 40 aos
de investigacin en este lugar.
Sismogrfo de Lima, utilizado como tpico del parque de la
Exposicin (Foto: Juan Jos Pacheco Ibarra)
En el parque de la Exposicin aun existe este edificio, estuvo
abandonado por muchos aos, hasta que el alcalde Alberto Andrade lo
restaur durante la remodelacin del parque de Lima en los aos
noventas. Actualmente es utilizado como tpico o enfermera del
parque.Quienes visitan este lugar, desconocen el gran valor que
tiene este edificio para nuestra historia. Aqu se hicieron las
primeras observaciones cientficas sobre los destructivos terremotos
que asolaron la ciudad a lo largo de la historia, es un lugar que
nos hace recordar la fascinacin que sentimos por conocer y predecir
estos fenmenos de la naturaleza y estar preparados para
afrontarlos.
Construccin de un sismgrafo Figura 4: Funcionamiento de un
gefono. Cuando la tierra tiembla, la masa fijada a la bobina tambin
se mueve respecto al imn. La diferencia de potencial generada en
los conectores depende en la manera en la que vibre la tierra. Clic
sobre la imagen para ampliar.Imagen cortesa de Panteleimon
BazanosTambin quiero animar a los estudiantes a pensar sobre la
tecnologa que se utiliza para detectar y medir terremotos y a
entender lo que hace cada componente; en lugar de ver un sismgrafo
como una caja negra. Para ello, vamos a construir nuestro propio
sismgrafo, con el que podremos detectar sismos locales hasta
100-200 km de distancia, dependiendo de su magnitud.En el corazn de
cualquier sismgrafo estn los gefonos. Estos dispositivos convierten
las vibraciones en seales elctricas mediante una bobina que se
desplaza respecto a un imn, produciendo una tensin elctrica en el
extremo de la bobina (ley de Faraday; figura 4). Para construir
nuestro sismgrafo, como gefono vamos a utilizar un altavoz.
Normalmente, os altavoces funcionan convirtiendo una seal elctrica
en movimiento de una bobina respecto de un imn, que hace que el
cono se desplace hacia fuera, lo cual genera vibraciones que dan
lugar a ondas de sonido (figura 5). Si se ponen a funcionar al revs
es decir, convertir las vibraciones en seales elctricas puede
trabajar como gefonos.
Figura 5: Funcionamiento de un altavoz. Como el funcionamiento
de un altavoz se basa en el movimiento relativo de una bobina
respecto de un imn, se puede utilizar para detectar las vibraciones
del suelo. Estas vibraciones mueven la bobina respecto del imn,
produciendo una diferencia de potencial entre los conectores de la
bobina. Esta seal elctrica se registra en el ordenador a travs de
la tarjeta de sonido, de la misma manera como si se tratase de la
seal de entrada de un micrfonow5Imagen cortesa de Iain
Ferguson;
Para construir nuestro gefono, se utiliz un woofer altavoz para
sonidos de baja frecuencia ya que estos altavoces estn
especialmente diseados para trabajar bien a bajas frecuencias, y
las ondas ssmicas, por supuesto, son vibraciones de baja
frecuencia. Para minimizar la interferencia de las vibraciones del
sonido, hemos eliminado el cono del altavoz.Para completar el
gefono (figura 6), tambin hay que disponer de un peso, un muelle y
la tapa de una lata. El peso sirve para aumentar la inercia, ya que
la bobina del altavoz en s es muy ligera. Si colocsemos un peso
directamente sobre la bobina sta se daara, por lo cual utilizamos
el muelle para sostener el peso sobre la bobina, permitindole a sta
oscilar. La tapa sirve para proteger la bobina. A continuacin,
conectamos nuestro gefono woofer en el puerto de la tarjeta de en
el puerto de la tarjeta de sonido de un ordenador, y registramos
las seales mediante un programa para edicin de sonidos, y as
disponemos de un sismgrafo.Figura 6: Nuestro gefono caseroImagen
cortesa de Panteleimon Bazanos
Se pueden descargar instrucciones detalladas para construir un
sismgrafo del sitio web Science in School w6.Ahora es tu turnoSi
ests interesado en monitorizar e investigar la actividad ssmica en
la clase, puedes:1. Monitorizar y analizar datos provenientes de
estaciones sismogrficas existentesw7,w8.2. Utilizar un sismgrafo
educativo comercial.3. Construir tu propio sismgrafo, a partir de
las instrucciones que se pueden descargar indicadas ms abajow6.4.
Llevar a cabo algunos experimentos fciles para simular e investigar
la fsica de los terremotos.Para registrar terremotos, bien con un
sismgrafo comercial o casero, ser necesario encontrarse
relativamente cercano a sus epicentros. Nuestro sismgrafo casero
detect terremotos alejados hasta 100-200 kmw9, dependiendo de su
magnitud. Con nuestro sismgrafo comercialw10, detectamos terremotos
de magnitud 4,0 en la escala Richter a 500 km de distancia.Las
opciones 1 a 4 tienen la ventaja de que son factibles incluso en
regiones con muy poca actividad ssmica.
A la bsqueda de terremotosLa bobina del sismgrafo casero es muy
sensible, por lo que el gefono debe ser manejado con mucho cuidado.
Para conseguir las mejores medidas, es aconsejable instalar el
sismgrafo en un lugar tranquilo y libre de vibraciones, por
ejemplo, tal como el stano de la escuela. Sin embargo, para
fomentar la participacin de los estudiantes, yo coloqu el mo en el
aula.Una vez que haya configurado el sismgrafo, djelo registrando
de forma continua durante uno o dos das, a continuacin almacene los
datos en un soporte digital. Antes de buscar los terremotos en los
datos grabados, tendr que hacer algn tipo de procesamiento. Los
detalles concretos del procesamiento dependern del programa que se
utilice; normalmente suele ser bastante sencillo.Daos en el
pavimento producidos por un terremotoImagen cortesa de Tubbi;
origen de la imagen: Wikimedia Commons
1. Eliminar la componente de corriente continua de la seal.2.
Amplificar las frecuencias bajas (por debajo de 100 Hz). Este es el
rango en el que se detectarn los terremotos.3. Eliminar el ruido de
fondo (ruido trmico, ruido electrnico, etc.) para que la seal quede
ms limpia.4. A continuacin, se pueden buscar los patrones
indicativos de terremotos.No todas las seales registradas por los
sismgrafos corresponden a terremotos. Otras fuentes, ms prximas,
incluido el trfico, el viento, explosiones, puertas que se abren y
cierran, pueden generar seales espurias. Los terremotos a menudo
tienen un patrn caracterstico: una onda pequea seguida de una
grande (ver figura 3). Debido a que este no es siempre el caso, sin
embargo, uno a veces puede no estar seguro de si lo que ha
detectado es en realidad un terremoto. La nica manera de estar
seguro es hacer lo que hacen los sismlogos profesionales: comparar
sus datos con las grabaciones realizadas en otras estaciones
sismogrficasw7,w8.Cuando se tiene la certeza de que ha detectado un
terremoto, se puede calcular su magnitud (en la escala de Richter)
y la distancia (en kilmetros) al epicentro (figura 7). Para ello es
necesario hacer tres medidas: el tiempo de llegada (en segundos) de
las ondas P y S, y el tiempo en que finalizan las vibraciones (ver
figura 3). For more details, Para obtener ms informacin, se pueden
descargar las instrucciones del sitio web Science in Schoolw6.
Figura 7: Seales de un terremoto registradas con nuestro
sismgrafo casero. Los valores en las cajas amarillas han sido
calculados a partir de los datos del sismgrafo, mientras que los
valores que aparecen debajo de las seales provienen de los informes
del Instituto de Geodinmica del Observatorio Nacional de Atenas.ML
significa magnitud local (ML) en la escala de RichterImagen cortesa
de Panteleimon Bazanos
Experimentos sobre vibraciones con los altavoces del
ordenadorTambin he diseado algunos experimentos para simular
algunos caractersticas de los terremotos y las seales que producen
por ejemplo, cmo disminuye la energa del terremoto conforme
atraviesa diferentes materiales.Figura 8: Una pareja de altavoces
de ordenador y un cable adaptado para los experimentos. Los
conectores del cable se han sustituido por unas pinzas de cocodrilo
y se han eliminado los conos de los altavoces para reducir las
interferencias provenientes de distintos sonidos en el aireImagen
cortesa de Panteleimon BazanosPara ello, hemos utilizado altavoces
y un ordenador equipado con una tarjeta de sonido y el software de
procesamiento de audio, como antes. Pero en lugar de gefonos se
pueden utilizar altavoces viejos de ordenador (con el cono
eliminado), que puedan moverse libremente para hacer los
experimentos (figura 8). Es posible utilizar woofers de 100W / 8,
como en la construccin de nuestro sismgrafo, o altavoces de
ordenador de 3W /8, adems del software de edicin de sonido
Audacityw11. Para ms detalles, consultar los pasos 1, 8 y 9 de las
instrucciones descargablesw6.El experimento consiste en dejar caer
bolas desde diferentes alturas (que representan distintas energas)
a diferentes distancias de los detectores (los altavoces) sobre
superficies de distintos materiales slidos.
Cuando la bola golpea una superficie dura produce vibraciones
que viajan a travs del slido - tal como un terremoto produce las
ondas que viajan a travs de la Tierra.Experimento 1: La fuerza de
un temblorEsta actividad demuestra la relacin entre la fuerza del
terremoto y el movimiento del terreno. Producimos vibraciones en
una pieza de mrmol (o de madera, plstico o incluso de terreno)
dejando caer una bola del ratn (procedente de un ratn de ordenador)
desde diferentes alturas, que dan lugar a vibraciones de diferente
energa en el material. La amplitud de la seal depende de la
potencia de la vibracin.
Figura 9: Dos configuraciones para los experimentos, utilizando
uno (A) o dos (B) altavocesImagen cortesa de Panteleimon
Bazanos
1. Montar el equipo como se muestra en la figura 9A.2. Dejar
caer la bola desde diferentes alturas y registrar la amplitud de la
seal (figura 10) en la tabla 1. No es importante la distancia a la
cual estn los altavoces del lugar donde cae la bola, pero s
mantenerla igual en todos los casos.
Figura 10: Seales registradas en el experimento 1. Las seales se
han amplificado en un factor 10Imagen cortesa de Panteleimon
Bazanos
Altura (cm)1015202530
Amplitud de la seal
Tabla 1: Anotar los resultados del experimento 1
1. Representar en un grfico la amplitud frente a la altura.1.
Comentar los resultados. Los estudiantes deben concluir que a ms
energa liberada, ms vibracin del terreno.Experimento 2: Atenuacin
de la energaEsta actividad demuestra que la energa se atena
(disminuye) conforme viajan las ondas ssmicas a travs de la corteza
terrestre. Hemos producido las vibraciones al dejar caer al suelo
una bola de metal de 4 kg en el suelo desde la misma altura, pero
situando el gefono o el altavoz a distancias diferentes. A medida
que las ondas viajan, pierden energa y el terreno vibra menos. Esto
se refleja en la amplitud de las seales.1. Configurar el equipo
como se muestra en la figura 9A.2. Hacer 5 marcas en el suelo a 1 m
de distancia entre s a partir del gefono o del altavoz.3. Dejar
caer la bola al suelo desde la misma altura (p. e. 1 m) para cada
una de las 5 distancias marcadas y registrar los resultados (figura
11) en la tabla 2.
Figura 11: Seales registradas en el experimento 2. Las seales se
han amplificado en un factor 4Imagen cortesa de Panteleimon
Bazanos
Distancia desde el gefono (m)12345
Amplitud de la seal
Tabla 2: Registrar los resultados del experimento 2
1. Representar grficamente la amplitud frente a la distancia.1.
Comentar el grfico. Los estudiantes debern concluir que conforme se
est ms lejos del terremoto, menos vibra la tierra.Experimento 3:
Velocidad de las ondas en medios diferentesEn esta actividad, se
investigan las velocidades de las ondas en medios diferentes.
Conforme las ondas ssmicas viajan a travs de la Tierra, su
velocidad vara en funcin de la composicin del terreno que
atraviesan. Este hecho ofrece a los sismlogos y gelogos informacin
importante sobre el interior de la Tierra. Aqu, investigamos cmo
viajan las vibraciones rpidas a travs de diferentes medios
slidos.Como materiales utilizamos madera, hierro y mrmol, pero
tambin se puede usar cualquier otro material rgido. Hay que
asegurarse que se dispone de suficiente material para el
experimento.1. Configurar el equipo como se muestra en la figura
9B. La distancia (x) entre los altavoces es de 80 cm.2. Dejar caer
una bola de ratn del ordenador (u otro objeto apropiado) sobre el
primer material, cercano a uno de los altavoces pero no entre
ellos. Registrar los tiempos de llegada de la seal a cada uno de
los altavoces (t1, t2).3. Repetir con otro material y rellenar la
tabla 3 con cada resultado. Calcular la velocidad de las ondas
utilizando la frmula: v = x / (t2-t1)Materialt1t2t2-t1xv = x /
(t2-t1)
Madera
Hierro
Mrmol
Tabla 3: Introducir los resultados del experimento 3
1. Discusin de resultados. En qu material las ondas viajan ms
rpido?Recursos en la redw1 Para saber ms sobre el terremoto de 1886
en Filiatra (en griego con traduccin automtica al ingls).w2 Ms
informacin sobre el terremoto de 1986 en Kalamata (en griego con
traduccin automtica al ingls)w3 Intervi (en griego) con el profesor
Dimitrios Papanikolaou de la Universidad de Atenas, en el que habla
sobre el esperado terremoto en Esparta.w4 El sitio web ForgeFX
tiene una simulacin interactiva en 3D de ondas ssmicas, en la que
se pueden ver las ondas primarias, secundarias y de superficie.w5
Aprender cmo los altavoces pueden actuar como micrfonos.w6 Descarga
de: Instrucciones detalladas para construirse su propio sismgrafo,
como documento Word Instrucciones detalladas para construirse su
propio sismgrafo, en fichero PDF.w7 Para monitorizar la actividad
ssmica en Grecia, consultar la pgina web del Instituto de
Geodinmica.w8 El programa Seismographs in Schools (Sismgrafos en
las escuelas) tiene como objetivo crear una red internacional
educative sobre los terremotos; ya se han adherido alrededor de
casi 400 escuelas. Desde el sitio web es posible ver y descargar
registros sismogrficos (si se dispone del programa de visualizacin
de ficheros .sac) recogidos por otras escuelas de todo el mundo,
buscar registros de terremotos especficos, o escuelas o datos
concretos de pases o regiones. El sitio web tambin incluye
herramientas para compartir, en tiempo real, los datos en distintos
terminales existentes en el aula.w9 Para la mayora de los
terremotos locales (dentro del rango 0 a 100 km), la mayor parte de
la energa estar presente en la banda de frecuencias de 1 a 50 Hz,
pero aun existe bastante energa para detectar las vibraciones en el
banda de 50 a 100 Hz. En los terremotos ms alejados, la energa
presente estar en una banda de frecuencias ms bajas: la energa de
los terremotos ocurridos en la costa del Pacfico, cuando llega a
Europa, est en la banda entre 0,05 y 1 Hz. Por desgracia, las
tarjetas de sonido de los ordenadores tienen filtros que eliminan
las frecuencias por debajo de 40 60 Hz, lo cual limita la capacidad
del sismgrafo casero para detectar terremotos alejados.Una
alternativa es construir un sencillo sismmetro mecnico y conectarlo
con un digitalizador especialmente diseado para las ondas ssmicas
(pero relativamente asequible).w10 Nuestro sismgrafo comercial
GES-24A del Industrial Systems Institute (ISI), tiene un precio
alrededor de 1000 ; en breve, ISI va a lanzar un nuevo modelo ms
econmico, de unos 600 . ISI tambin tiene una pgina web en la que
las escuelas pueden intercambiar sus datos.La pgina web de
Sismgrafos en las escuelas tiene una lista muy til de otros
sismgrafos educativos.w11 Descarga Audacity y aprende la base del
tratamiento digital de seales.RecursosEn la pgina web de Natural
Resources Canada, hay una breve introduccin a los sismgrafos y cmo
funcionan.Para aprender sobre las escalas de medida de terremotos
ver About.com.La pgina web de Michigan Technological University
tiene una gua reducida pero completa para futuros sismlogos.Para
construir otro sismgrafo en la escuela, este basado en un antiguo
diseo chino, consultar:Kirschbaum T, Janzen U (2006) Rastreando
terremotos: sismologa en el aula. Science in School 1.
www.scienceinschool.org/2006/issue1/earthquakes/spanishVisita la
pgina web del UKs National STEM Centre para consultar una coleccin
de ideas para ensear sismologa. Los materiales son gratuitos pero
es necesario registrarse en la pgina web para poder
descargarlos.Para aprender cmo utilizar los sistemas de informacin
geogrfica para analizar los terremotos, ver:Kerski J (2010) GIS:
analysing the world in 3D. Science in School 15: 34-38.
www.scienceinschool.org/2010/issue15/gisMarazzi F, Tirelli T (2010)
Combatiendo terremotos: diseo y prueba de edificios antissmicos.
Science in School 15.
www.scienceinschool.org/2010/issue15/earthquakes/spanishPara
consultar ms ideas sobre la enseanza de los terremotos, visitar las
pginas web del Incorporated Research Institutes for
Seismology.Adicionalmente, para conocer ms ideas sobre los
terremotos y su aprendizaje, ver How to teach natural hazards in
school: raising awareness on earthquake hazard del proyecto Eduseis
subvencionado por la Unin Europea..Hay un nmero creciente de
escuelas involucradas en registrar datos de terremotos. Para
facilitar la comunicacin entre estas escuelas en Europa, se invita
a los profesores a participar en la segunda escuela europea de
verano de sismologa. Tendr lugar en el verano de 2013 en Francia y
se dispondrn de becas Comenius de la UE para profesores.Si te ha
parecido interesante este artculo, por qu no visitas otros
proyectos de educacin de la ciencia en Science in School.
Panteleimon Bazanos tiene la licenciatura de qumica y ha sido
profesor en Grecia ms de 25 aos en la escuela secundaria, tanto
privada como pblica. En los ltimos 5 aos ha enseado qumica y fsica
en el Liceo General de Filiatra. Ha participado activamente en
muchos proyectos escolares de educacin medioambiental.RevisinEn
2011, un terremoto y el tsunami asociado causaron un desastre
ambiental al daar las centrales nucleares de Fukushima en Japn. En
este artculo se describe el mecanismo de los terremotos y el de la
propagacin de las diferentes ondas que recorren a travs de la
Tierra. Estas ondas pueden ser medidas con sismgrafos.El autor
describe cmo el profesor y sus alumnos pueden construir su propio
sismgrafo con un altavoz adaptado y un programa de audio. Esta
actividad representa un proyecto interesante en temas de fsica
(acstica, conversin acstica, induccin, propiedades mecnicas de los
muelles), ciencias de la tierra (terremotos y su clasificacin),
ingeniera elctrica (trabajo prctico). Tambin se podra utilizar en
temas de tecnologas de la informacin (anlisis de seales de audio y
utilizacin de programas de procesado de seales de audio, programa
de bases de datos para construir una base de datos de
terremotos).Si en su regin existe poca actividad ssmica, como para
que merezca la pena construir su propio sismgrafo, puede visitar
los sitios web sugeridos para descargar los datos de terremotos
para analizarlos con sus estudiantes. Y, por supuesto, tambin se
pueden llevar a cabo los experimentos de simulacin de terremotos
que se describen en el artculo.El artculo invita a hacerse
preguntas tales como: Qu es un terremoto? Existen terremotos de
gran intensidad en tu regin? Cmo viajan las ondas ssmicas a travs
de la Tierra? Qu es in sismgrafo y cmo funciona? Cmo funcionan los
altavoces? Por qu y cmo se pueden utilizar para detectar
terremotos? Cules son las cuestiones principales de electro
magnetismo que hay que considerar cuando se usa un altavoz como
micrfono o gefono? cmo se obtiene un voltaje de los altavoces? Gerd
Vogt, Escuela Secundaria de Medioambiente y Econmicas, Yspertal,
Austria
Baterias para alarmas domiciliarias Que es un sismografo y como
funciona Un sismgrafo es el dispositivo que los cientficos usan
para medir los terremotos. El objetivo de un sismgrafo es registrar
con precisin el movimiento del suelo durante un terremoto. Si tu
vives en una ciudad, te habrs dado cuenta que los edificios a veces
se mueven cuando pasa un camin grande o un tren subterrneo por lo
tanto los sismgrafos tienen que tener una buena base aislada y
conectada al lecho de roca para evitar este tipo de contaminacin de
datos. El principal problema que debe resolverse en la creacin de
un sismgrafo es que cuando la tierra tiembla, tambin lo hace el
instrumento. Por lo tanto, la mayora de sismgrafos implican una
gran masa de algn tipo. Tu puedes hacer un sismgrafo muy simple con
un lazo de cuerda,cordel o hilo con un peso en el extrmo sobre una
mesa. Al conectar un lpiz como peso y un pedazo de papel sobre la
mesa para que la punta pueda dibujar en el papel, puedes grabar
temblores en la corteza de la Tierra (terremotos). Si utilizas un
rollo de papel y un motor que poco a poco pase el papel sobre la
mesa, ser capaz de registrar temblores con el tiempo. Sin embargo,
se necesitara un temblor bastante grande para que tu puedas ver
algo. En un sismgrafo real, palancas y la electrnica se utilizan
para ampliar la seal para que los temblores muy pequeos sean
detectables. Un sismgrafo mecnico grande pueden tener un peso atado
que pesa 1,000 libras (450 kg) o ms, y maneja un conjunto de
palancas que aumentan significativamente el movimiento de la punta
del lapiz. La escala de Richter es una escala estndar que se
utiliza para comparar los terremotos. Es una escala logartmica, lo
que significa que los nmeros en la medida de los factores de escala
de 10. As, por ejemplo, un terremoto que mide 4.0 en la escala de
Richter es diez veces ms grande que uno que mide 3.0.En la escala
de Richter, nada por debajo de 2.0 se puede detectar por una
persona normal y se llama microquake.Microquakes ocurren
constantemente. terremotos moderados miden menos de 6,0 o menos en
la escala de Richter.Los terremotos de ms de 6.0 pueden causar un
dao significativo.El mayor terremoto en el mundo desde el ao 1900
obtuvo un 9,5 en la escala de Richter. Se sucedi en Chile el 22 de
mayo de 1960.Como Hacer un Sismografo CaseroDatos de La
Wikipedia
Per: instalan 50 sismgrafos en el surMartes 25 de mayo del 2010
| 05:55 Con la finalidad de monitorear la placa de Nasca, la
Universidad de California instal estos equipos desde Cusco hasta
Arequipa.
La Placa de Nasca es una de las placas tectnicas de nuestro
planeta. (Wikipedia)CompartirLa Universidad de California, de
Estados Unidos, instal 50 sismgrafos desde la ciudad de Cusco hasta
Matarani, en la provincia arequipea de Islay, con el fin de
estudiar la placa de Nasca, en coordinacin con la Universidad
Nacional San Agustn (UNSA). Alberto Aranbar, responsable del
Instituto Geofsico de la UNSA, sostuvo que los estudios permitirn
determinar a qu profundidad se encuentra esta placa y en qu ngulo
de inclinacin est respecto a la placa Continental.Record que si se
encuentra de forma horizontal, la probabilidad de sismos es menor,
pero si presenta una inclinacin pronunciada los movimientos
telricos tienden a ser mayores y de gran intensidad.Los equipos
fueron instalados a 700 kilmetros de profundidad de la corteza
terrestre. Los trabajos son supervisados por especialistas de la
universidad norteamericana en coordinacin con la arequipea.Hasta el
momento, el centro de estudios de California no ha emitido ningn
informe sobre lo realizado en el tramo de Cusco-Matarani, zona que
seguir siendo vigilada por dos aos ms.
