* Es una disciplina que se presenta como científica o que imita las formas de una ciencia, aunque no es reconocida como tal por la comunidad científica tradicional. Nombres: Vony Maldonado -20141181009, Karen Gracia-20141181010, Jessica Flechas- 20141181023, Sebastián Avendaño- 20141181036. Titulo ANÁLISIS FÍSICO DE UN MOVIMIENTO TELÚRICO Planteamiento del problema Un terremoto ocurre cuando las placas tectónicas se comprimen mutuamente. Este fenómeno genera una serie de movimientos que tienen determinadas características físicas. Por esto, es importante relacionar dicho fenómeno con temáticas de análisis físico, pues permitirá examinar de una manera detalla el comportamiento de un movimiento telúrico y sus alteraciones a nivel energético, su movimiento oscilatorio y sus estados de equilibrio; dado que en la medida en que crecen las presiones y las rocas se movilizan liberan energía que, en forma de ondas, viaja por la corteza terrestre y provoca el temblor. ¿Cómo es el comportamiento de un movimiento telúrico desde la perspectiva de la termodinámica y la física de ondas? Objetivos 1. Estudiar el comportamiento físico de los movimientos telúricos. 2. Analizar el comportamiento de las ondas y los estados de equilibrio termodinámico en la propagación temporal del campo de tensiones que generan los movimientos de las placas tectónicas. 3. Realizar un artículo divulgativo en donde se expongan las temáticas físicas que intervienen en un sismo, y explicar por medio de técnicas manuales su epicentro. Introducción El estudio de los terremotos se denomina Sismología y es una ciencia relativamente reciente, se dan explicaciones pseudo-científicas* respecto a este fenómeno como que eran originados por liberación de aire desde cavernas presentes en las profundidades del planeta. Tomando lo anterior como base se buscara ampliar el conocimiento acerca del comportamiento físico de los movimientos telúricos y los estados de equilibrio que se originan en los mismos. Para ello se tendrán en cuenta datos encontrados en distintas fuentes y se realizara un ejercicio para poder determinar el epicentro del fenómeno.
EL comportamiento de las ondas sobre la superficie terrestre .
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* Es una disciplina que se presenta como científica o que imita las formas de una ciencia, aunque no
es reconocida como tal por la comunidad científica tradicional.
Ocurre cuando un sistema oscila bajo la acción de fuerzas inherentes al sistema mismo y, cuando las fuerzas externamente aplicadas son inexistentes. El sistema bajo vibración libre
vibrará a una o más de sus frecuencias naturales que, son propiedad del sistema dinámico que
depende de su distribución de masa y rigidez.
V. forzada
Las vibraciones que tienen lugar bajo la extensión de fuerzas externas es una vibración
forzada. Cuando la excitación es oscilatoria, el sistema es obligado a vibrar a la frecuencia de
excitación si esta coincide con una de las frecuencias naturales del sistema, se produce una
situación de resonancia y ocurre oscilaciones peligrosamente grandes.
Resonancia
Es el número de vibraciones que se producen en la unidad de tiempo (segundos, minutos,
horas.. etc). Se denota por la letra f, y es una magnitud inversa al período (f=1/T).
Periodo
Tiempo que tarda la partícula vibrante en realizar una oscilación completa. Se denota por la
letra T, y es una magnitud inversa a la frecuencia (T= 1/F).
Frecuencia natural
La frecuencia natural o de resonancia de un sistema es aquella frecuencia que tiene una
tendencia o facilidad para vibrar. Todo sistema posee una o varias frecuencias naturales de
forma que al ser excitadas se producirá un aumento importante de vibración. La fórmula de la
frecuencia natural es:
siendo m la masa y K la rigidez. De esta fórmula se deduce que si la rigidez aumenta, la
frecuencia natural también aumentará, y si la masa aumenta, la frecuencia natural disminuye.
Frecuencia forzada;
Es la vibrura o un sistema en respuesta a una fuerza aplicada. Si el sistema es lineal, la vibración estará a la misma frecuencia que la fuerza pero si es no lineal, la vibración ocurrirá
a otras frecuencias, especialmente en los armónicos de la frecuencia forzada.
Sismo
Es una vibración ú oscilación de la superficie terrestre ocasionada por una perturbación transitoria del equilibrio elástico o gravitacional de las rocas en o bajo la superficie. Un sísmo
ó terremoto es el movimiento brusco de la Tierra (con mayúsculas, ya que nos referimos al
planeta), causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo tiempo.
Sismología
Es una de las ramas más desarrolladas de la Geofísica que estudia los sismos y los fenómenos relacionados con ellas.
Sismicidad
Es el grado de incidencia de sismos en una región, siendo la Costa Peruana la zona de mayor
sismicidad en nuestro Pais.
Amenaza sísmica
La Amenaza Sísmica es un término técnico mediante el cual se caracteriza numéricamente
la probabilidad estadística de la ocurrencia (o excedencia) de cierta intensidad sísmica (o
aceleración del suelo) en un determinado sitio, durante un período de tiempo.
La Amenaza Sísmica puede calcularse a nivel regional y a nivel local, para lo cual se deben
considerar los parámetros de fuentes sismogénicas, así como también los registros de eventos
sísmicos ocurridos en cada zona fuente y la atenuación del movimiento del terreno
Microzonificación sísmica
La microzonificación sísmica consiste en establecer zonas de suelos con comportamiento
similar durante un sismo, de manera que puedan definirse allí, recomendaciones precisas para
el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes. Para cada una de las zonas,
además de especificarse la fuerza sísmica posible, deben identificarse los tipos de fenómenos
asociados que pueden desencadenarse a raíz del sismo, como son los deslizamientos, la
amplicación exagerada del movimiento o la posibilidad de la licuación del suelo. La
definición de estas zonas se hace con base en criterios tipográficos, estratigráficos, espesores
y rigidez relativa de los materiales, entre otras características de los suelos.
Acelerograma,
Es una representación temporal de la aceleración que experimenta el suelo en un determinado
punto durante un terremoto.
Los valores de la aceleración se obtienen mediante unos instrumentos llamados acelerógrafos,
que registran la aceleración del suelo según tres direcciones perpendiculares; dos horizontales
y una vertical. Debido a que la variación de la aceleración es muy irregular en el tiempo, es
necesario que la toma de datos se realice en intervalos muy pequeños de tiempo, utilizándose
generalmente valores de 0.01 o 0.02 s.
Los acelerogramas se caracterizan por ser altamente irregulares y oscilatorios, con pequeñas
amplitudes iniciales que crecen rápidamente hasta alcanzar los valores máximos y decrecer
igualmente rápido hasta que se detiene el movimiento.
Sismograma
Es un aparato que registra el movimiento del suelo causado por el paso de una onda sísmica.
Los sismógrafos fueron idea dos a fines del siglo pasado y perfeccionados a principios del
presente. En la actualidad, estos instrumentos han alcanzado un alto grado de desarrollo
electrónico, pero el principio básico empleado no ha cambiado.
Epicentro
Es la proyección del foco en la superficie terrestre.
Hipocentro
Es el lugar de la corteza terrestre, en el cual se originan los sismos ;también se le denomina
Hipocentro. En el Foco se presentan las causas de los sismos y desde ahí se propagan en
forma de ondas en todas las direcciones. El Foco se encuentra a diferentes profundidades en
el interior de la Tierra; los sismos superficiales son los que se producen hasta los 60 km. de
profundidad, los intermedios entre los 60 y 300 kms., y los sismos profundos son aquellos
cuyos focos se encuentran sobre mayores profundidades.
Distancia epicentral (D)
Es la distancia entre la estación sismologica dónde se registra un sismo y el epicentro del mismo.
Profundidad focal (H)
Es la distancia vertical entre el foco de un sismo y su epicentro
Origen de los sismos:
Teoría de las placas
El calor asciende. El aire caliente asciende por encima del aire frío y las corrientes de agua
caliente flotan por encima de las de agua fría. El mismo principio se aplica a las rocas calientes
que están bajo la superficie terrestre: el material fundido de la astenosfera, o magma, sube,
mientras que la materia fría y endurecida se hunde cada vez más hacia al fondo, dentro del
manto. La roca que se hunde finalmente alcanza las elevadas temperaturas de la astenosfera
inferior, se calienta y comienza a ascender otra vez.
Este movimiento continuo y, en cierta forma circular, se denomina convección. En los bordes
de la placa divergente y en las zonas calientes de la litosfera sólida, el material fundido fluye
hacia la superficie, formando una nueva corteza.
Subducción
Las placas tienen movimientos de separación de aproximación, se separan o se aproximan y
cuando unas se separan a diferente velocidad de otras se “compite” por el mismo espacio el
cual genera que parte de la corteza oceánica, individualizada en una placa litosfera, se
sumerge bajo otra placa de carácter continental.
¿Qué es un terremoto?
Un terremoto es una vibración de la Tierra producida por una rápida liberación de energía, la
energía liberada se irradia a partir de un punto en todas las direcciones: el foco.
La energía se propaga en la forma de ondas; alrededor del mundo, las vibraciones son captadas
por unos instrumentos muy sensibles: los sismógrafos.
Terremotos y Fallas
Los movimientos que provocan los terremotos están asociados a grandes fracturas de la corteza
terrestre denominadas fallas, el movimiento de las fallas puede ser explicado por la Teoría de
la Tectónica de Placas.
Teoría del Rebote Elástico
El mecanismo que produce los terremotos fue explicado por primera vez por H.F. Reid
– Las rocas a ambos lados de una falla son deformadas por la acción de fuerzas tectónicas:
- Las rocas se flexionan y almacenan energía elástica
- La resistencia friccional que mantiene los bloques rocosos juntos es superada a partir
distancia entre el epicentro del terremoto y la estación; la intersección de las 3 circunferencias
era el epicentro “experimental” del terremoto.
Resultados
Figura 1: Epicentro calculado por la intersección de las 3 circunferencias.
Epicentro calculado Epicentro teórico
Coordenada aproximada : Coordenada Teórica:
Latitud Longitud Latitud Longitud
32° S 73° W 35. 84° S 72,219° W
Tabla 3. Comparación entre el epicentro determinado o calculado, y el epicentro Teórico, sus coordenadas y su
ubicación en el mapa.
Respecto a lo anterior, y como se puede observar en la tabla 3, las coordenadas del epicentro
calculado difieren en latitud 3.84° y en longitud 0.781°. Sin embargo se tiene en cuenta que
los datos del epicentro calculado son valores aproximados, dado que el mapa donde se realizó
la actividad no tenía la medición de longitud y latitud en intervalos de 30°.
Este margen de error, se generó posiblemente a que no se ubicaron correctamente las
estaciones sismológicas (Tabla 2), o a que en el proceso no se realizó correctamente el proceso
de medición.
Conclusiones
Se estudió físicamente el comportamiento de los movimientos telúricos, los factores que interviene en dicho fenómeno y las alteraciones que generan.
Se analizó el comportamiento de las ondas, su clasificación según esto; y los factores que generan los movimientos de las placas tectónicas, los cuales son principales
causantes de los terremotos.
Se calculó por medio de técnicas manuales, como el uso del compás: y por medio de
variables como la distancia, la intersección y el radio de una circunferencia, el epicentro
aproximado del terremoto de chile 2010.
El epicentro aproximado no difiere mucho el valor estipulado teóricamente, debido a que se tiene un margen de error mínimo.
El margen de error obtenido en el epicentro aproximado, se debe posiblemente a una incorrecta medición y ubicación de las estaciones y su distancia del epicentro, respecto
a las circunferencias realizadas.
Bibliografía
Sismo 24. CL. (2003). Definiciones de terremoto. Recuperado de:
http://www.sismo24.cl/500sismos/700seismo.html
Angelfire. (ND). Terremotos y otros desastres naturales. Recuperado de.
http://www.angelfire.com/nt/terremotos1/
Geodocente. (ND). Localización de un sismo. Recuperado de: