Colegio de Bachilleres Plantel 9 Aragn Academia de

Colegio de Bachilleres Plantel 9 “Aragón” Academia de Física Curso: Física 1 Bloque Temático: Sismos Profesor: 1

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n México se encuentra situado en el Cinturón de Fuego, sobre las placas tectónicas del Pacífico, de Cocos, la Norteamericana y del Caribe siendo altamente vulnerable al choque entre las mismas. Esta es la razón por la que anualmente se reportan entre 6 y 7 sismos, que oscilan entre 4 y 6 grados en la escala de Reichter. n Se han identificado zonas de alto riesgo, las cuales abarcan el territorio entre Jalisco y Chiapas, y todo el Istmo de Tehuantepec. Sin embargo, estudios recientes señalan que actualmente la zona con mayor potencial sísmico en el país se encuentra a lo largo de la costa de Guerrero. ► 6

Placas Tectónicas en el Continente Americano 1. Placa Norteamericana 1 2. Placa de Cocos 3 2 3. Placa del Pacífico 6 4. Placa de Nazca 5 4 5. Placa Sudamericana 6. Placa del Caribe

Zona de Subducción de México Placa del Placa Pacífico Norteamericana Z. M. de la Cd. de México Placa de Cocos Placa Norteamericana Placa de Cocos

¿Que es un sismo y la sismología? ¿Qué es un sismo? ► Un sismo o temblor es un movimiento vibratorio que se origina en el interior de la Tierra y se propaga por ella en todas direcciones en forma de ondas. ¿Qué es la sismología? ► La sismología es la rama de la geofísica que estudia el fenómeno de los temblores que ocurren en nuestro planeta Tierra. Sus principales objetivos son: a) el estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra a fin de conocer su estructura interna, b) el estudio de las causas que dan origen a los temblores y c) la prevención de daños. 9

Origen de los terremotos El origen de los terremotos se encuentra en la acumulación de energía que se produce cuando los materiales del interior de la Tierra se desplazan, buscando el equilibrio, desde situaciones inestables que son consecuencia de las actividades volcánicas y tectónicas, que se producen principalmente en los bordes de la placa. 10

Localización Los terremotos tectónicos se suelen producir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas dan lugar a movimientos de reajuste en el interior y en la superficie de la Tierra. Es por esto que los sismos de origen tectónico están íntimamente asociados con la formación de fallas geológicas. Suelen producirse al final de un ciclo denominado ciclo sísmico, que es el período de tiempo durante el cual se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará repentinamente. Dicha liberación se corresponde con el terremoto, tras el cual la deformación comienza a acumularse nuevamente. El punto interior de la Tierra donde se produce el sismo se denomina foco sísmico o hipocentro, y el punto de la superficie que se halla directamente en la vertical del hipocentro y que, por tanto, es el primer afectado por la sacudida recibe el nombre de epicentro. 11

Ondas longitudinales y Ondas Transversales En las ondas longitudinales, las partículas se mueven hacia adelante y hacia atrás, paralelamente la desplazamiento de la onda. En las transversales, las partículas individuales se mueven hacia arriba y 12 hacia bajo, perpendicularmente a la dirección de las ondas.

Tipos de Ondas Sísmicas 13

Propagación de las ondas sísmicas El movimiento sísmico se propaga mediante ondas sísmicas elásticas (similares al sonido), a partir del hipocentro. Las ondas sísmicas se presentan en tres tipos principales: * Ondas Longitudinales, Primarias o “P”: Tipo de ondas que se propagan a una velocidad de entre 7. 5 y 14 km/s y en el mismo sentido que la vibración de las partículas. Circulan por el interior de la Tierra, atravesando tanto líquidos como sólidos. Son las primeras que registran los aparatos de medida o sismógrafos, de ahí su nombre “P”. 14

Ondas Secundarias y Superficiales Ondas Transversales, Secundarias o “S”: Son ondas más lentas que las anteriores (entre 4 y 7. 5 km/s) y se propagan perpendicularmente en el sentido de vibración de las partículas. Atraviesan únicamente los sólidos y se registran en segundo lugar en los aparatos de medida. • * Ondas superficiales: son las más lentas de todas (4 km/s) y son producto de la interacción entre las ondas “P” y “S” a lo largo de la superficie de la Tierra. Son las que producen más daños. Se propagan a partir del epicentro y son similares a las ondas que se forman sobre la superficie del mar. Este tipo de ondas son las que se registran en último lugar en los sismógrafos. 15

Ondas de Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando matemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico. Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la dirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es retrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondas Rayleigh es menor que la velocidad de las ondas S (transversales) y es aproximadamente v. Rayleigh = 0, 9 x Vs, según DOBRIN. 16

Ondas de Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de vibraciones elásticas a una capa superficial. Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo (velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas. 17

Reflexión y Refracción de las Ondas sísmicas Comportamiento de las ondas sísmicas en una interfase horizontal entre dos distintos medios de lalitósfera. A partir de una fuente de ondas sísmicas situadas en la superficie como un tiro o un peso cayéndose en el suelo se generan distintas ondas de las siguientes características: La onda directa se propaga a partir de la fuente de ondas sísmicas en el medio superior con la velocidad uniforme v 1. La onda reflejada se engendra por la reflexión de la onda directa incidente en la interfase entre medio 1 y medio 2 y se propaga con la velocidad v 1. Una porción de la onda incidente en la interfase entre medio 1 y medio 2 pasa por la interfase y se refracta. La onda refractada se propaga en el segundo medio con la velocidad v 2. A través de los datos entregados por las reflexiones sísmicas se puede construir el horizonte de reflexión que corresponde a un cambio de 18 materiales. Por ejemplo diferentes estratos o fallas tectónicas.

Reflexión y Refracción de las ondas sísmicas 19

Problema de Ondas sísmicas Calcular el tiempo que tardan en llegar las ondas sísmicas a la ciudad de México y conociendo que la distancia donde se genera el temblor es de 440 Km. La velocidad de propagación de las ondas sísmicas es de 8800 m/s ► Datos: d = 440 Km v = 8. 8 Km/seg t = ? Fórmula v = d/t Despeje: (v)(t) = d t = d/v Sustitución: t = 440 Km/8. 8 Km/seg Resultado: t = 50 seg. 20

Calcular la velocidad de la onda sísmica ► Sabiendo que contamos con 60 segundos para prevenirnos de un temblor y conociendo que la distancia entre las costas de Guerrero dónde se han localizado los epicentros de los últimos sismos y la Cd. de México es de aproximadamente 500 Km. Calcula la velocidad con que viaja la onda sísmica. 21

Calcular la velocidad de la onda sísmica ► Datos: d = 500 Km t = 60 seg. Fórmula v = d/t Sustitución v = 500 Km/60 seg. Resultado: v= 8. 33 Km/seg 22

¿Cómo se mide un temblor? En un principio un temblor se medía únicamente por los efectos y daños que éste producía en un lugar determinado, a lo que se conoce como intensidad del sismo. La escala de intensidad más utilizada es la de Mercalli modificada. Esta escala es útil para zonas en donde no existen instrumentos que registren los movimientos sísmicos (sismógrafos). ► Actualmente se usa la magnitud, la cual permite clasificar a los sismos con base en la amplitud de onda máxima registrada por un sismógrafo. El concepto de magnitud de un temblor se fundamenta en que la amplitud de las ondas sísmicas es una medida de la energía liberada en el foco (origen del temblor). La magnitud es un parámetro que propuso Charles F. Richter en 1935 para clasificar los sismos del sur de California, pero que su uso se ha extendido a otras regiones del mundo. 23 ►

Sismograma de un terremoto. ► Como se muestra en esta reproducción de un sismograma, las ondas P se registran antes que las ondas S: el tiempo transcurrido entre ambos instantes es Δt. Este valor y el de la amplitud máxima (A) de las ondas S, le permitieron a Richter calcular la magnitud de un terremoto. 24

Magnitud de escala 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. Magnitud de 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 7. 0 - 7. 9 Terremoto mayor. Causa graves daños 8 ó mayor Gran terremoto. Destrucción de comunidades cercanas. 25

¿QUE HACER ANTE UN SISMO ? La República Mexicana se encuentra en la zona conocida, popularmente como el cinturón de fuego del Pacífico, cuyo nombre se debe al alto grado de sismicidad y volcanismo presentes. Estas manifestaciones son consecuencia de la interacción entre dos placas tectónicas, en el caso de México la placa de Cocos y la Norteamericana, aquélla penetrando bajo ésta en un fenómeno conocido como subducción. Aproximadamente el 70% de la actividad sísmica que afecta el territorio nacional se originan frente a las costas de Guerrero y Oaxaca. Por su cercanía, las ondas de estos sismos alcanzan fácilmente el centro del país (Distrito Federal) que es la región más poblada y de mayor actividad económica. La ciencia actual no ha encontrado la manera de predecir un sismo, por lo que no se puede saber por adelantado cuando ocurrirá uno de importancia. Aún así existen ciertas medidas básicas de seguridad que se pueden adoptar antes, durante y después de un sismo con el fin de reducir al mínimo los daños personales y patrimoniales. 26

Que hacer antes de un sismo 1. -Platique en el hogar acerca de los sismos y otros posibles desastres y formule un plan de protección civil. 2. - Participe y en su caso, organice programas de preparación para futuros sismos que incluyan simulacros de evacuación. 3. - Cumpla las normas de construcción y uso del suelo establecidos. 4. - Recurra a técnicos y especialistas para la construcción o reparación de su vivienda, de este modo tendrá mayor seguridad ante un sismo. 5. - Ubique y revise periódicamente, que se encuentren en buen estado las instalaciones de GAS, AGUA, y SISTEMA ELECTRICO. Use accesorios conexiones flexibles y aprenda a desconectarlos. 6. - Fije a la pared repisas, cuadros armarios, estantes, espejos y libreros. Evite colocar objetos pesados en la parte superior de éstos, además asegure al techo las lámparas y candiles. 7. - Tenga a la mano los números telefónicos de emergencia, un botiquín, de ser posible un radio portátil y una linterna con pilas. 8. - Porte siempre una identificación. 27

Que hacer durante un sismo SI USTED SE ENCUENTRA BAJO TECHO (EN EL HOGAR, LA ESCUELA O EL CENTRO DE TRABAJO) 1. - Conserve la calma y tranquilice a las personas de su alrededor. 2. - Si tiene oportunidad de salir rápidamente del inmueble hágalo inmediatamente, pero en orden. RECUERDE: NO grite, NO corra, NO empuje, y diríjase a una zona segura. 3. - NO utilice los elevadores. 4. - Aléjese de libreros, vitrinas, estantes u otros muebles que puedan deslizarse o caerse, así como de las ventanas , espejos y tragaluces, 5. - En caso de encontrarse lejos de una salida, ubíquese debajo de una mesa o escritorio resistente, que no sea de vidrio, cúbrase con ambas manos la cabeza y colóquelas junto a las rodillas. En su caso, diríjase a alguna esquina, columna o bajo del marco de una puerta. 6. - Una vez terminado el sismo desaloje el inmueble y recuerde: NO grite, NO corra, NO empuje. EN LUGARES DONDE HAY MUCHA GENTE. 1. - Si se encuentra en un cine, tienda o cualquier lugar muy congestionado y no tiene una salida muy próxima, quédese en su lugar, cúbrase la cabeza con ambas manos colocándolas junto a las rodillas. 2. - Si tiene oportunidad localice un lugar seguro para protegerse, 3. - Si está próximo a una salida desaloje con calma el inmueble. 28

Que hacer durante un sismo EN UN EDIFICIO ALTO 1. - Protéjase debajo de una mesa, escritorio resistente, marco de una puerta, junto a una columna o esquina. 2. - NO se precipite hacia la salida NO utilice elevadores. EN EL AUTOMOVIL. 1. - En cuanto pueda trate de pararse en un lugar abierto y permanezca en el automóvil; NO se estacione junto a postes, edificios u otros elementos que presenten riesgos, NI obstruya señalamientos de seguridad. 2. - Si va en la carretera maneje hacia algún lugar alejado de puentes o vías elevadas y permanezca en su vehículo. EN LA CALLE 1. - Aléjese de edificios, muros, postes, cables y otros objetos que puedan caerse. Evite pararse sobre coladeras o registros. 2. - De ser posible vaya a una área abierta lejos de peligros y quédese ahí hasta que termine de temblar. 29

Que hacer después de un sismo 1. - Efectúe con cuidado una completa verificación de los posibles daños de la casa. 2. - NO hacer uso del inmueble si presenta daños visibles. 3. - NO encienda cerillos, velas, aparatos de flama abierta o aparatos eléctricos, hasta asegurarse de que no haya fuga de gas. 4. - En caso de fugas de agua o gas, repórtelas inmediatamente. 5. - Compruebe si hay incendios o peligro de incendio y repórtelo a los bomberos. 6. - Verifique si hay lesionados y busque ayuda médica de ser necesaria. 7. - Evite pisar o tocar cualquier cable suelto o caído. 8. - Limpie inmediatamente líquidos derramados como medicinas, materiales inflamables o tóxicos. 9. -No coma ni beba nada contenido en recipientes abiertos que hayan tenido contacto con vidrios rotos. 10. -No use el teléfono excepto para llamadas de emergencias; encienda la radio para enterarse de los daños y recibir información. Colabore con las autoridades. 11. - Esté preparado para futuros sismos (llamados replicas). Las replicas, generalmente son mas leves que la sacudida principal. pero pueden ocasionar daños adicionales. 12. -No propague rumores. 13. -Aléjese de los edificios dañados. 14. -Verifique los roperos, estantes y alacenas, ábralos cuidadosamente, ya que le pueden caer los objetos encima. 15. - En caso de quedar atrapado, conserve la calma y trate de comunicarse al exterior golpeando con algún objeto. 30