“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
ÁREA DE FORMACIÓN CIUDADANA Y CÍVICA
Tema:
SISMOS
DOCENTE: TEÓFILO JULIO OBREGÓN CALERO 2015
SISMOS Los sismos, terremotos o temblores son perturbaciones repentinas en el interior del planeta, que originan movimientos del suelo o vibraciones. En el interior del planeta ocurren estas rupturas repentinas, cuando la energía acumulada es mayor que la resistencia de las rocas. Al ocurrir esta fractura, se propagan una serie de ondas sísmicas, que al llegar a la superficie, sentimos como temblores o terremotos.
1. Causas a. Tectónicas. Se refiere a que los sismos se originan por el desplazamiento de las placas que conforman la corteza. Es la que más genera sismos, pues las zonas sísmicas coinciden con las zonas de impacto o roce de las placas. Cuando las placas se ven sometidas a tensiones mayores a las que pueden resistir, permiten que estas se fracturen para desprender la presión acumulada que se extiende en ondas concéntricas. b. Volcánicas. Es muy poco frecuente, pero cuando la erupción des violenta genera grandes sacudidas que afectan sobre todo a los luagres cercanos, pero a pesar de ello su campo de acción es reducido. 2
c. Hundimientos. Cuando al interior de la corteza se ha producido la acción erosiva de las aguas subterráneas, va dejando un vacío, el cual termina por ceder ante el peso de la parte superior. d. Explosiones atómicas. Las que se realiza como ensayos, parece que guardan con los movimientos sísmicos. 2. Terminología a. Epicentro: Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro. Es, generalmente, la localización de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es mayor. Las características de la falla, sin embargo, pueden hacer que el punto de mayor intensidad esté alejado del epicentro b. Fallas: Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas y son, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenos sísmicos. Sólo el 10% de los terremotos ocurren alejados de los límites de estas placas. c. Fuente sísmica: Volumen de roca que se fractura durante un terremoto.
d. Hipocentro: Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que el centro dela Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad). e. Intensidad. Parámetro que indica el efecto de las sacudidas en un lugar afectado por las sacudidas sísmicas. Se mide a través de las reacciones de las personas, del grado de destrozos producidos en las construcciones y por las perturbaciones provocadas en el terreno (grietas, deslizamientos, desprendimientos, etc.). La escala oficial en Chile es la M.S. K. Está dividida en 12 grados. Los destrozos empiezan a ser importantes a partir del grado VII. 3
f. Magnitud: Parámetro ideado por Richter que indica el tamaño y la energía liberada por el terremoto en forma de ondas sísmicas. La escala de magnitud no tiene límites, aunque no se han observado terremotos de magnitud local superior a 10 g. Precursores: Terremotos más pequeños que ocurren antes del terremoto principal. h. Réplicas: Terremotos más pequeños que ocurren después de un terremoto. i. Sacudida sísmica: Conjunto de movimientos vibratorios del terreno. j. Terremoto: Liberación súbita y brusca de energía acumulada por la deformación lenta en la superficie de la tierra, que se propaga en forma de ondas sísmicas.
3. Ondas sísmicas
Definición Las ondas sísmicas (u ondas elásticas) son la propagación de perturbaciones temporales del campo de esfuerzos que generan pequeños movimientos en un medio. Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales, los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientos urbanos. Existe toda una rama de la sismología que se encarga del estudio de este tipo de fenómenos físicos. Las ondas sísmicas pueden ser generadas también artificialmente (en general por explosiones). La sísmica es la rama de la sismología que estudia estas ondas artificiales para por ejemplo la exploración del petróleo. Tipos de ondas Las ondas de cuerpo viajan a través del interior de la Tierra. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refracción de ondas de luz. Las ondas de cuerpo transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen poco poder destructivo. Las 4
ondas de cuerpo son divididas en dos grupos: ondas primarias (P) y secundarias (S).
Ondas P
Las ondas P son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material. Velocidades típicas son 330m/s en el aire, 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.
Fig. 12. Ondas P. Crédito imagen: www.funvisis.gob.ve
Ondas S Las ondas S son ondas transversales o de corte, lo cual significa que el suelo es desplazado perpendicularmente a la dirección de propagación, alternadamente hacia un lado y hacia el otro. Las ondas S pueden viajar únicamente a través de sólidos debido a que los líquidos no pueden soportar esfuerzos de corte. Su velocidad es alrededor de 58% la de una onda P para cualquier material sólido. Usualmente la onda S tiene mayor amplitud que la P y se siente más fuerte que ésta. Por ejemplo en el núcleo externo, que es un medio líquido, no permite el paso de las ondas S.
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Ondas S. Crédito imagen: www.funvisis.gob.ve Ondas superficiales Las ondas superficiales son análogas a las ondas de agua y viajan sobre la superficie de la Tierra. Se desplazan a menor velocidad que las ondas de cuerpo. Debido a su baja frecuencia provocan resonancia en edificios con mayor facilidad que las ondas de cuerpo y son por ende las ondas sísmicas más destructivas. Existen dos tipos de ondas superficiales: ondas Rayleigh y ondas Love.
Ondas Rayleigh Las ondas Rayleigh son ondas superficiales que viajan como ondulaciones similares a aquellas encontradas en la superficie del agua. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt.
Ondas Rayleigh. Crédito imagen: www.funvisis.gob.ve
Ondas Love
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Las ondas "Love" son ondas superficiales que provocan cortes horizontales en la tierra. Fueron bautizadas por A.E.H. Love, un matemático británico que creó un modelo matemático de las ondas en 1911. Las ondas Love son levemente más lentas que las ondas de Rayleigh.
Ondas Love. Crédito imagen: www.funvisis.gob.ve
ESCALAS
1. Richter Representa
la
energía
sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el registro sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de manera que cada punto de aumento puede significar un aumento de energía diez o más veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 100 veces mayor. (El Doctor en física de la Universidad de Barcelona, Sr. Josep Vila, nos aporta que entre magnitud 2 y magnitud 4, lo que aumenta 100
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veces sería la amplitud de las ondas y no la energía. La energía aumentaría un factor 33 cada grado de magnitud, con lo cual sería 1000 veces cada dos unidades)
Magnitud en Escala Richter
Efectos del terremoto
Menos de 3.5
Generalmente no se siente, pero es registrado
3.5 - 5.4
A menudo se siente, pero sólo causa daños menores
5.5 - 6.0
Ocasiona daños ligeros a edificios
6.1 - 6.9
Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas Terremoto mayor. Causa graves daños
7.0 - 7.9 8 o mayor
Gran terremoto. Destrucción comunidades cercanas
total
a
. (NOTA: Esta escala es “abierta", de modo que no hay un límite máximo teórico, salvo el dado por la energía total acumulada en cada placa, lo que sería una limitación de la Tierra y no de la Escala) El gran mérito del Dr. Charles F. Richter(del California Institute for Technology, 1935) consiste en asociar la magnitud del Terremoto con la "amplitud" de la onda sísmica, lo que redunda en propagación del movimiento en un área determinada. El análisis de esta onda (llamada "S") en un tiempo de 20 segundos en un registro sismográfico, sirvió como referencia de "calibración" de la escala. Teóricamente en esta escala pueden darse sismos de magnitud negativa, lo que corresponderá a leves movimientos de baja liberación de energía
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Intensidad en Escala de Mercalli (Modificada en 1931 por Harry O. Wood y Frank Neuman) Se expresa en números romanos. Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Para establecer la Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc. La Intensidad puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo terremoto (la Magnitud Richter, en cambio, es una sola)y dependerá de a) La energía del terremoto, b) La distancia de la falla donde se produjo el terremoto, c) La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblícua, perpendicular, etc,) d) Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad y, lo más importante, e) Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto.
Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo
Grado I
Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.
Grado II
Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar
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Grado III
Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración estimable
Grado IV
Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.
Grado V
Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables. Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo
Grado VI
Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en chimeneas. Daños ligeros.
Grado VII
Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento
Grado VIII
Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de
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productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la Personas que guían vehículos motorizados.
Grado IX
Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen.
Grado X
Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.
Grado XI
Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas
Grado XI
Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba
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SISMOS MÁS DEVASTADORES 1. Terremoto de Valdivia, Chile: 22 de mayo de 1960
Precedido
por
el
terremoto el 21 de mayo de 1960 de 7,7 de magnitud cerca de la ciudad de Concepción (unos cientos de km más al norte), es el terremoto
de
mayor
magnitud registrado en la historia. El Terremoto de Valdivia tuvo una magnitud de 9,5. Hubo 2.000.000 de damnificados. Valdivia se hundió 4 m bajo el nivel del mar y provocó la erupción del volcán Puyehue. El sismo fue percibido en gran parte del cono sur y en diferentes partes del planeta debido al tsunami que se propagó por todo el Océano Pacífico, llegando hasta localidades de Hawái y Japón ubicadas a miles de kilómetros de distancia. Además se produjeron miles de muertos y heridos.
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2. Terremoto de 1970 Perú
El terremoto se produjo el 31 de mayo de 1970 a las 3:25 p.m. Su epicentro se localizó frente a las costas de las ciudades de Casma y
Chimbote,
en
el
Océano
Pacífico. Su magnitud fue de 7,8 grados en la escala de Richter y alcanzó una intensidad de hasta X y XI grados en la escala de Mercalli entre Chimbote y Casma. Produjo además un violento alud en las ciudades de Yungay y Ranrahirca. Las muertes se calcularon en 80.000 y hubo aproximadamente de 20.000 desaparecidos, algunas fuentes elevan las víctimas mucho más alto. Los heridos hospitalizados se contabilizaron en 143.331. La Ciudad de Huaraz se destruyó en un 97%, el cuadrilátero de la Plaza de Armas, fue lo único importante que no se destruyó, luego del sismo, la ciudad quedó oscurecida por un negro manto de polvo, unas 10.000 personas fallecieron, solo en el “Colegio Santa Elena”, murieron 400 personas. En la zona costera, los efectos del sismo destruyeron grandes sectores de la Carretera Panamericana entre Huarmey y Trujillo (Departamento de La Libertad). Tanto la ciudad y el Puerto de Chimbote quedaron con averías incuantificables. El fuerte y prolongado sismo de 45 segundos, provocó además el desprendimiento de un bloque de nieve y hielo del pico oriental del nevado Huascarán, que produjo un violento alud y el capítulo más amargo de la catástrofe. La ciudad de Yungay y los pequeños pueblos vecinos al distrito de Ranrahirca quedaron desaparecidos.
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ACTIVIDADES
1. Elabora un organizador visual acerca de la causas de los sismos. 2. Elabora un cuadro comparativo entre las ondas sísmicas internas y externas. 3. Menciona 5 formas de actuar: antes, durante y después de un sismo. 4. Averigua acerca del triángulo de vida. Ventajas y desventajas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Escalas de Richter y Mercalli. (s.f.). Recuperado de http://www.ingenieria.unam.mx/haaz/geologia/articulos/04_escala_de_ritcher_y_de _mercalli.pdf
¿Qué es un terremoto?. Recuperado de http://www.udc.gal/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Investigacion/Terremotos/QUE_ ES.htm
Sismos y temblores. Recuperado de http://proteccioncivil.hidalgo.gob.mx/index.php?option=com_content&view=article& id=12
Terremoto de 1970. Recuperado de http://peru.com/2012/05/31/actualidad/nacionales/31-mayo-1970-80-mil-muertosdeja-terremoto-peru-noticia-67131 14