Simula un terremoto
Microexposiciones científicas: Terremotos. ¿Estás preparado? www.parqueciencias.com Consejería de Educación, Cultura y Deporte de la Junta de Andalucía y Parque de las Ciencias
Los terremotos no matan, los edificios sí. Si las construcciones están bien diseñadas y construidas no hay que temer a los terremotos. Sobre el tablero puedes construir estructuras con las piezas de madera y comparar su estabilidad. También puedes observar el efecto suelo comparando dos estructuras iguales sobre madera, un suelo firme, o arena, un suelo que puede “licuarse” al ser agitado por el terremoto. En los terremotos algunos suelos se disgregan y adquieren propiedades líquidas. Las estructuras se hunden e inclinan. Este proceso se denomina “licuefacción”. Observa a la derecha cómo la calzada se fragmentó, incluso se aprecia cómo “flotó” el tubo de la alcantarilla.
¿Cómo funciona? El simulador posee una zona con forma de bandeja. Vierte en ella la arena para simular el efecto suelo. Empuja la plataforma ligeramente y suéltala de golpe. Puedes crear vibraciones verticales, horizontales o en cualquier dirección para ver el efecto sobre la edificación. Dispones de piezas de madera y placas Petri de plástico para realizar construcciones, con ellas puedes “atar” las piezas de madera.
En la exposición Puedes realizar dos tipos de experimentos: 1º Comparar construcciones.
2º Observar el efecto suelo.
Pide a dos visitantes que haga cada uno una construcción distinta usando el mismo número de piezas de madera. Gana la estructura que permanezca en pie tras el terremoto.
Construye dos estructuras idénticas situadas cada una en una de las plataformas. Discute con los visitantes cuál puede ser la mejor manera de construir para protegernos de los terremotos.
Las estructuras “atadas” soportan mejor los terremotos que aquellas en las que los elementos están sueltos como ocurre en muchas de las construcciones realizadas sin control técnico. Utiliza las placas Petri para demostrarlo, puedes colocarlas hacia arriba o hacia abajo, el efecto es inmediato.
Que no nos falle el suelo
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En la exposición
La litosfera, capa rígida que rodea el planeta, está fragmentada. En las zonas de contacto se producen fallas, huellas de la actividad tectónica visibles sobre el terreno..
Muestra a los visitantes fotografías de fallas de las proximidades de tu zona y pregunta: ¿cómo se han formado?
A la derecha se observa el escarpe producido por una falla cerca de Monachil, Granada. Las estrías sobre la superficie indican la dirección del movimiento entre bloques.
Utiliza el módulo para explicar cómo el movimiento de las placas tectónicas crea las cadenas montañosas y valles rift. También puedes depositar alternativamente capas de café y observarás la formación de pliegues.
En el sureste de la península ibérica existen numerosas fallas activas debido a un desplazamiento anual de 4 a 5 mm de la placa africana sobre la placa euroasiática.
Mapa de la sismicidad ocurrida en Lorca hasta el año 2008. Los rombos rojos indican la posición de terremotos históricos destructores. Los círculos muestran los epicentros con el color en función de la magnitud. Las líneas rojas muestran las trazas de las principales fallas activas.
¿Cómo funciona? El módulo permite visualizar la formación de cadenas montañosas en respuesta a movimientos de compresión y extensión.
Informe sobre el terremoto de Lorca de 2011, Instituto Geológico y Minero de España.
Los sustratos y las piezas móviles de plástico simulan los cambios en la superficie terrestre debidos a la acción de las placas tectónicas.
Con el módulo de las dorsales puedes explicar la formación de corteza nueva y la creación de las características bandas paralelas de roca.
También dispones de un segundo módulo para mostrar la formación de corteza en las dorsales oceánicas. Módulo para mostrar el mecanismo de formación de corteza en las dorsales oceánicas.
Movimiento de compresión en el que se forma una cadena montañosa.
Movimiento de extensión en el que se forma un valle rift.
Adivina cuando será el terremoto
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En la exposición
Los terremotos se producen por fractura y desplazamiento de las fallas existentes en las zonas de contacto de las placas tectónicas. Las placas mantienen un empuje constante pero solo ocasionalmente se producen las roturas cuando las tensiones superan cierto límite. Al tiempo que transcurre entre dos terremotos de cierta intensidad se le llama periodo de retorno y se usa para expresar la peligrosidad sísmica. Un periodo corto significa que la frecuencia con que ocurren es elevada.
¿Cómo funciona? Sitúa el bloque de madera sobre un extremo de la tabla y tira lentamente del muelle. Observa que el bloque permanece en reposo mientras que la tensión aumenta. Cuando no lo esperas se desplaza súbitamente.
Sitúa un segundo bloque sobre el primero y observa cómo es necesario acumular más tensión antes de que se produzca el terremoto que, además, será de una magnitud mayor.
El simulador permite observar el salto de falla mostrando la dificultad de predecir un terremoto. Consiste en una tabla cubierta de caucho, dos bloques de madera y un muelle que representa el empuje de las placas.
Puedes cambiar la cara del bloque en contacto con la tabla y observarás que cuanto mayor sea la resistencia, mayor será la magnitud del terremoto. Verás que entre los bloques se produce un desplazamiento -se les llama saltos de falla- y que son más grandes cuanto mayor es la cantidad de energía liberada. Utiliza un dinamómetro de 20 N para medir la fuerza necesaria para provocar el salto.
Explica a los visitantes qué es el rebote elástico y por qué es tan difícil saber cuándo se produce un terremoto. Elige dos personas, una de ellas deberá ir tirando lentamente del muelle y la otra deberá adivinar cuándo va a saltar el bloque. Cuando esté seguro que levante la mano, si en ese instante se produce,....es que tuvo mucha suerte. Pídeles que relacionen este modelo con los terremotos reales, ¿qué es lo que se mueve en un terremoto?, ¿qué significa que el periodo de retorno de un terremoto de intensidad VIII es 475 años?
La mano que mece... la corteza terrestre
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La superficie de la Luna ha cambiado muy poco desde hace 3000 millones de años mientras que la Tierra no ha hecho más que cambiar. Los continentes se mueven en un proceso denominado “deriva continental”.
¿Qué la produce? El núcleo terrestre está muy caliente, más de 6000 ºC, el manto que le rodea no es completamente sólido. Los continentes se mueven muy lentamente debido a las corrientes producidas en el manto por la energía térmica del núcleo.
Existen también los puntos calientes, parecen sopletes conectados con el manto inferior, la parte más cercana al núcleo. Por encima de ellos, el magma crea islas volcánicas como las Canarias o Hawai.
¿Cómo funciona? El módulo dispone de una pecera, un calentador de agua, una bolsa con vermiculita y un modelo terráqueo para mostrar la deriva continental.
En las dorsales oceánicas, el magma llega a la superficie y crea nueva corteza. Como consecuencia hay lugares donde debe desaparecer, son las zonas de subducción. En ellas una placa se hunde debajo de otra creando cordilleras como los Andes o islas como Japón.
En la exposición. Llena la pecera de agua hasta las tres cuartas partes y sitúa el calentador horizontalmente en un lado, en el fondo. Espolvorea una pequeña cantidad de vermiculita sobre el agua y conecta el calentador. Al poco tiempo observarás cómo se eleva lentamente el agua sobre el calentador creando una “pluma” ascendente y el movimiento en la superficie con zonas que nos recuerdan a las placas tectónicas. El movimiento se mantendrá mientras que haya diferencias de temperatura. Explica al público que el propósito del módulo es recrear el proceso que causa la deriva continental. Mide la temperatura en las zonas “calientes” y “frías” para que comprendan el origen del movimiento.
¿Dónde estarían los paises actuales en Pangea? Observa esta aplicación: http://www.geo.cornell.edu/hawaii/220/PRI/continental_puzzle.html
Ofréceles el globo terráqueo con las placas formando Pangea, pídeles que reconozcan los actuales continentes y que los muevan para llegar a la situación actual. Pregunta: ¿y por qué se mueven? que observen el movimiento en la superficie y en el interior del agua y que lo relacionen con el desplazamiento de las placas. Pregunta: ¿qué pruebas demuestran que realmente ocurrió así? Utiliza el documento “La Pangea” que acompaña la maqueta y explica las pruebas morfológicas, climáticas y paleontológicas.
Dibujamos un terremoto
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En la exposición.
Un sismógrafo es un dispositivo que registra la vibración del suelo cuando se produce un terremoto.
Sitúa el tablet con la aplicación iseismograph sobre una mesa, pulsa REC y comenzará a registrar. Observarás las vibraciones producidas en los ejes X, Y, Z.
Las vibraciones de un terremoto ocurren en cualquier dirección por lo que se disponen de manera que se registren en tres ejes.
Muévelo en estas direcciones
La amplitud de la oscilación está relacionada con la magnitud del terremoto.
Pide a los visitantes que hagan vibrar la mesa con distinta amplitud y dirección. Observarán que el sismógrafo las registra de modo que permite averiguar con precisión cómo fue la vibración. En las estaciones sísmicas se usan esos datos para calcular la distancia al foco y el tipo de onda.
Los terremotos producen diferentes clases de ondas - S, P y de superficie - que viajan a distinta velocidad. Los sismógrafos registran estas diferencias que sirven para calcular la distancia al foco del terremoto. Sismograma del terremoto en Lorca el 11 de mayo de 2011
¿Cómo funciona? Los sismógrafos se basan en el principio de inercia. Una masa suspendida en un bastidor móvil permanece en reposo mientras vibra el suelo. Un puntero dibuja el registro mientras que una hoja de papel avanza. Los modernos sismógrafos digitales simplifican esta operación y permiten cálculos automáticos muy rápidos para localizar, conectados a una red de sismógrafos, el foco y magnitud de un terremoto situado en cualquier parte del mundo.
Utiliza las aplicaciones EQ Monitor y Oz Quake para conocer los terremotos producidos recientemente. Para que funcione tienes que activar el WIFI del dispositivo y conectarlo a internet. También puedes utilizar el sismógrafo en el módulo Simula un terremoto para observar las características de los terremotos producidos. Sitúa el tablet con el programa iseismograph sobre la bandeja y registra tus propios terremotos.
Juega con Terremato
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El juego reproduce la preocupación que nos causan los terremotos, ¿dónde ocurrirá?, ¿cómo protegerme?, ¿cómo construir? Consta de un tablero con casillas hexagonales, 100 fichas de construcción, un dado dodecaédrico de 20 caras para localizar el epicentro y otro de 6 caras, numerados del 4-9, para decidir la intensidad del terremoto y el número de fichas disponibles en cada tirada.
Reglas de juego:
Estrategias.
1 Los jugadores juegan por turnos situándose uno enfrente del otro, si son dos, o en cada lateral si son cuatro.
• Evitar en lo posible las casillas amarillas donde hay más vulnerabilidad.
2 Construcción: El jugador sitúa tantas fichas como marque el dado. Comienza desde uno o varios puntos de su orilla (primera fila). Puede construir formando líneas o grupos en cualquier dirección. Todas las fichas tienen que estar conectadas (figura 1). Si no quedan fichas disponibles no puede construir, los recursos son limitados. 3 No pueden tocarse las fichas del contrario salvo que hayan quedado aisladas y se ganen para nuestra construcción (figura 2).
Figura 1
4 Terremoto: El jugador contrario tira el dodecaedro dos veces (fila y columna) para marcar las coordenadas del epicentro. Después tira el dado para conocer la intensidad en el epicentro. 5 Evaluación de daños. La intensidad disminuye al alejarnos del epicentro un punto por casilla. Si la ficha está en zona de peligro (amarillo) se sumará 2 a la intensidad. En las casillas alcanzadas por el terremoto se eliminan las fichas que no estén conectadas en un número menor a la intensidad del terremoto (en el ejemplo de la figura 3 caen las fichas marcadas con círculo rojo y permanecen las marcadas en verde). Para la evaluación se tienen en cuenta todas las fichas antes de eliminarlas.
Figura 2
Antes de eliminar las casillas el jugador coge una carta de la baraja, si la respuesta es correcta puede decidir qué fichas salva. Gana el jugador que consigue llegar antes a la orilla opuesta.
3
3
4 5 6
2
3
4 5
4 5
2 3
3 3
Figura 3
4
• Formar grupos en lugar de avanzar en hilera ya que la protección es mayor. • Poner barreras para evitar el paso del contrincante.
Definiciones: Epicentro:
es la casilla del tablero en la que se inicia el terremoto.
Magnitud:
cuantifica la energía liberada por el terremoto.
Intensidad: determina los efectos que produce el terremoto sobre el terreno y los distintos tipos de construcciones. Efecto suelo: lo determina el color de la casilla. Vulnerabilidad de la construcción: la determina el número de fichas que rodean a la afectada.