Sismógrafos vs Acelerógrafos
Un terremoto o sismo es un movimiento de la tierra que puede ser muy destructivo dependiendo de qué tan grande sea. Pero ¿sabes cómo se miden? A continuación, se presentarán las diferencias entre dos de los equipos utilizados para esto y cuáles son las funciones de cada uno.
03 Mayo 2021 | Por Catalina Cabello
| Imagen de un sismógrafo
Palabras clave: Sismógrafo – Acelerógrafo – Sismograma – Acelerograma – Terremoto
Si buscas en la web o en libros, probablemente encuentres una definición de tipo “un sismógrafo es un instrumento para registrar la intensidad, duración y otras características de un terremoto” mientras que “un acelerógrafo mide la aceleración del suelo”. Pero ¿para qué se usan?, ¿miden lo mismo?, ¿en qué se diferencian?.
En palabras sencillas, un sismógrafo es un equipo que registra la velocidad con la que se mueve el suelo durante un sismo, una explosión, la caída de un objeto, etc. Por otra parte, un acelerógrafo es un instrumento que registra la aceleración del suelo, es decir, cómo cambian sus velocidades. Puedes imaginarte el caso de un auto: si este acelera, aumenta la velocidad. Mientras que, si frena, baja la velocidad. Algo similar le sucede al suelo durante un evento sísmico, solo que en el caso de un sismo hay muchos cambios de velocidad, por lo que en el registro veremos muchas subidas y bajadas.
|Glosario|
Número que busca caracterizar el tamaño de un sismo y la energía sísmica liberada. Existen distintas escalas de magnitud, como la Magnitud Richter o de Momento.
Disminución de la intensidad, la importancia o el valor de un hecho o de un suceso. En este caso, es la disminución de la energía sísmica.
Ahora, si ambos miden de alguna forma el movimiento del suelo, ¿por qué se deben tener dos equipos diferentes? La razón es que un sismógrafo se satura a partir de cierta energía sísmica, es decir, su registro queda inentendible y solo aparecen líneas en el gráfico que no se pueden interpretar debido a las limitaciones del instrumento. Además, si tenemos un sismómetro en el lugar mismo donde ocurre un evento sísmico de gran magnitud1 este no va a poder registrar información. Para poder remediar esto existen los acelerógrafos, que son equipos capaces de medir los momentos más fuertes del movimiento sin saturarse.
Uno pensaría que, si el acelerógrafo no se satura, podríamos sólo tener redes de acelerógrafos dispersos por el país y listo, pero no es tan sencillo. Como se mencionó anteriormente, un acelerógrafo mide aceleración, y esta se atenúa2 muy rápido, no podríamos medir un sismo lejano, por lo que se necesitaría redes demasiado densas de equipos, lo que es costoso. Es por esto que se utilizan redes de sismógrafos, los que son capaces de estudiar todo el fenómeno sísmico, nos permiten calcular la posición de los terremotos, la liberación de energía, el cómo se propagan las ondas sísmicas, etc.
Pero ¿cómo funciona un sismógrafo? Este es un instrumento que tiene un sensor llamado sismómetro, el que detecta los movimientos de la tierra en todas las direcciones y se encuentra conectado a un sistema de registro. Al existir más de una dirección de movimiento, se hace una división en el tipo de equipo para registrar los movimientos en horizontal y vertical.
En el caso de los sismógrafos horizontales, la base se mueve hacia adelante y hacia atrás según el movimiento del sismo mientras la masa que está suspendida permanece en reposo. Esta masa contiene un bolígrafo que registra el movimiento relativo entre él y el resto del instrumento. Para visualizarlo, haz clic en la animación de ESRI.
| Animación Sismógrafo Horizontal: Vemos un sensor con un lápiz que está registrando continuamente. Al llegar la onda P, en rojo, el sensor registra una perturbación. Luego, llega la onda S, en azul, y el sensor registra una perturbación más grande que la anterior dado que esta onda trae más energía.
Por otra parte, existen los sismógrafos verticales que dibujan los movimientos hacia arriba y hacia abajo. Estos están diseñados para registrar pequeños movimientos en esa dirección. La masa suspendida permanece en reposo mientras el resorte absorbe parte del movimiento. El bolígrafo se encuentra fijo en la masa y, al igual que el horizontal, va registrando el movimiento relativo entre él y el resto del instrumento.
| Animación Sismógrafo Vertical: En el caso de este sismógrafo, la masa que contiene al lápiz que va registrando se encuentra suspendido sobre una plataforma. Al llegar la onda P, en rojo, el sensor registra una perturbación. Luego, llega la onda S, en azul, y el sensor registra una perturbación más grande que la anterior dado que esta onda trae más energía.
De lo anterior se obtiene un sismograma, el cual muestra las llegadas de las ondas P, ondas S y luego, ondas superficiales, como se ve en la siguiente imagen. Las ondas P son las más rápidas, por eso son las primeras en llegar, mientras que las ondas S son un poco más lentas pero con mayor energía, lo que se refleja en su mayor tamaño dentro del sismograma (amplitud). Y finalmente, arriban las ondas superficiales.
| Interpretación básica de un sismograma, mostrando los tiempos de llegada de los distintos tipos de onda. En este caso, los peaks marcan las máximas velocidades de las ondas. La primera en llegar es la onda P seguida de la onda S. Importante a destacar es que los sismógrafos pueden representar aceleración (en g), velocidad (km/s) y desplazamiento (m).
Por otra parte, como se mencionó anteriormente, un acelerógrafo registra los cambios de velocidad que ha tenido un sismo, y se ve como el acelerograma de la imagen. La aceleración se mide en “g” que es la aceleración de gravedad, equivalente a 9,81 m/s2. Aquí es posible comprobar cómo van variando las aceleraciones durante un evento sísmico.
| Representación de un acelerograma, gráfico de aceleración versus tiempo. Los peaks marcan las aceleraciones medidas en cada segundo, llegando, en este caso, a un máximo de 0.35g.
Como puedes ver, ambos gráficos resultantes son muy similares, pero nos entregan información muy diferente con respecto a los sismos. Los dos tipos de equipos se complementan y ambos son necesarios para caracterizar bien un evento. Los sismógrafos nos ayudan en gran parte a la caracterización del evento en sí, mientras que los acelerógrafos nos permiten entender de mejor manera cómo se comporta la tierra en lugares cercanos al sismo y caracterizar la vulnerabilidad de las estructuras, lo que ayuda a los ingenieros a generar construcciones sismo-resistentes, es decir, construcciones que resistan los eventos sísmicos.
Referencias
Rueda, J.J. (2020). Apuntes de Sismología. Departamento de Topografía, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid.
