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Terremotos

El terremoto es con seguridad el evento natural mas catastrófico que puede interferir en nuestras vidas. En él, enormes fuerzas del interior de la tierra se liberan y producen violentas sacudidas de la superficie de la tierra que pueden devastar grandes extensiones de tierra, produciendo elevadas pérdidas de vidas humanas y la destrucción de las infraestructuras sociales e incluso modificar la topografía del terreno.

Origen

La corteza de la tierra por encima del manto magmático no es un cuerpo homogéneo, en su proceso de formación por el enfriamiento del magma se han producido grietas que separan enormes bloques de rocas conocidos como placas tectónicas. Estas grietas llamadas fallas, llegan hasta la superficie del terreno, pero no pueden verse porque están cubiertas por la capa mas externa de rocas y tierra meteorizadas. Pueden ser relativamente pequeñas pero también tener extensiones de miles de kilómetros.

En las figuras que siguen se recrea de manera muy simplificada para que se entienda con claridad, la dinámica de un sismo.

Los grandes bloques de rocas adjuntos a una falla (figura 1), que están vistos desde el aire y el color verde representa la vegetación, están sometidos a gigantescas presiones que tienden a mantenerlos apretados dificultando el movimiento relativo de unos con respecto a los otros.

No obstante, durante el proceso natural de formación de la tierra se generan en esos bloques de rocas, colosales fuerzas que tienden a desplazarlos unos respecto a los otros, las fuerzas que aprietan los bloque impiden este desplazamiento relativo soportando el empuje de las fuerzas perturbadoras durante un tiempo que puede ser de muchos años, este proceso hace que se acumule gran cantidad de energía en las tensiones resultantes de la lucha de fuerzas.

Cuando las fuerzas perturbadoras superan la capacidad de la resistencia de unión de la falla, esta energía se libera y se produce el movimiento de los bloques de roca, con una gran sacudida de las rocas adyacentes.

Las vibraciones producidas conocidas como ondas sísmicas viajan en la masa de la roca en todas direcciones y es lo que se conoce como terremoto. El lugar donde se produjo la primera rotura de la estabilidad de los bloques y que provocó su deslizamiento se llama foco (figura 1) y la zona directamente encima del foco sobre la superficie de la tierra epicentro.

La intensidad del terremoto dependerá de la cantidad de energía liberada cuando se produce el deslizamiento de los bloques, si la unión de estos debido a las fuerzas que los mantienen apretados es muy estable, la cantidad de energía que se acumula para hacerlos mover es enorme, y el resultado es un violento terremoto, mas sin embargo, cuando esta unión no es muy estable, el deslizamiento se produce con mucha frecuencia y con pequeñas cantidades de energía acumulada produciendo movimientos imperceptibles o de pequeña
magnitud que se conocen como temblores de tierra, en general todos estos eventos se llaman sismos.

Magnitud

Durante largo tiempo los hombres han elaborado aparatos y escalas para establecer números que permitan apreciar la magnitud de un sismo. El aparato para registrar la magnitud de las oscilaciones del terreno durante un sismo se llama sismógrafo.

En la actualidad las dos escalas mas utilizadas son:
  1. La escala Richter, que se basa en la estimación de la energía liberada durante el sismo midiendo la magnitud de las ondas.
  2. La escala Mercalli, que se basa en cosas como el nivel de sacudidas que se sienten por las personas y la destrucción producida.

Puede resultar de mayor interés para las personas la escala Mercalli ya que da idea de la magnitud de la catástrofe producida, y no de la magnitud mas técnicamente incomprensible de la escala Richter. Es fácil darse cuenta que para un mismo evento, el valor de cada escala puede ser notablemente diferente, así por ejemplo, un terremoto que se produzca en zonas despobladas puede ser de una gran intensidad en la escala Richter pero como no produce daños apreciables a las personas o infraestructuras resulta de baja magnitud en la escala Mercalli.

La escala Richter no establece límite para la intensidad del terremoto, todo dependerá de la capacidad geológica de liberar energía.
Epicentro
Figura 1

 falla
Figura 2. Las flechas rojas representan las fuerzas que mantiene unidas las placas y las azules las que tienden a desplazarlas. Cuando el equilibrio se rompe los bloques se mueven y se produce un sismo

2
Figura 3. Las fuerzas laterales crecen y rompen el equilibrio, los bloques se desplazan y separan. Las rocas en contacto sufren enormes presiones. Se producen grietas en la superficie del terreno.
La liberación de energía es enorme y el movimiento relativo cesa cuando se alcanza un nuevo equilibrio de fuerzas.


 Si pulsa aquí podrá ver un animado del proceso.


En las tablas que siguen aparecen ambas escalas.

Intensidad en Escala Richter 
Efectos del terremoto
 Menos de 3.5      Imperceptible por las personas, pero es registrado por los instrumentos
3.5 - 5.4      Generalmente se perciben por las personas, 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. 
7.0 - 7.9
     Terremoto mayor. Causa graves daños
8  o mayor
     Gran terremoto. Destrucción total a comunidades  cercanas.

La escala Mercalli establece un límite, a partir del cual no es posible mayor destrucción.

Magnitud en Escala Mercalli

 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.
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 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 XII
Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

Ondas sísmicas


Durante la ocurrencia de un terremoto y debido al movimiento de las placas se producen tres tipos de ondas:
  1. Ondas primarias o longitudinales; Las superficies de fractura de las fallas no son planas, son irregulares, con protuberancias y depresiones. Esas irregularidades hace que las placas se separen y acerquen durante el movimiento de deslizamiento mutuo en la ocurrencia de un sismo. Este movimiento perpendicular a la superficie de la falla hace que las rocas aledañas sean comprimidas por las enormes fuerzas liberadas produciendo ondas que se propagan por el material de la roca longitudinalmente en todas direcciones y largas distancias. Estas ondas primarias son de pequeña amplitud, mayor frecuencia y mayor velocidad de propagación que las otras, y viajan por el interior de la tierra. Estas ondas se van amortiguando lentamente pero son capaces de atravesar toda la tierra y poder ser registradas del otro lado del mundo. Las personas pueden percibirlas como un ruido procedente del interior de la tierra.
  2. Ondas secundarias o transversales; Debido al mismo efecto de movimiento relativo de las placas explicado en el caso de las ondas primarias, las capas de rocas próximas a la falla pueden resultar plegadas debido a las colosales fuerzas, tal y como sucede si usted separa y acerca los extremos de una cuerda. Este movimiento de plegado produce compresión transversal de las rocas aledañas a la capa plegada. Estas ondas son algo mas lentas que las primarias y también se propagan en todas direcciones principalmente por el interior de la tierra.

  3. Ondas superficiales; Cuando las ondas primarias y secundarias llegan a la superficie del terreno, su combinación puede producir ondulaciones del terreno, estas ondas son las llamadas ondas superficiales. Cerca del epicentro de un sismo la superficie puede sufrir grandes deformaciones, estas deformaciones producen ondas que pueden tener gran amplitud y que se propagan por la superficie a menor velocidad que las anteriores. Aunque  se amortiguan durante la trayectoria pueden alcanzar grandes distancias y producir elevados daños.
Como los diferentes tipos de ondas viajan a diferentes velocidades, cada una llega a los pobladores de la zona con un diferencia de tiempo que es mayor a medida que está mas lejos el epicentro del terremoto, esta diferencia de tiempo permite a los geólogos y científicos en general determinar la distancia a que se ha producido el foco del sismo.

Para un observador individual el desarrollo de un sismo comienza con la percepción de un ruido desde el interior de la tierra (llegada de las ondas primarias) que luego de torna mas grave (llegada de las ondas secundarias) luego siente las sacudidas de la tierra (llegada de las ondas superficiales). La duración de estos lapsos de tiempo da idea de la distancia del epicentro. Alguien colocado en el epicentro, no podrá distinguir las diferencias en los tiempos.