Locos por la Geología

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El reciente evento sísmico en Salsacate no ha sido afortunadamente de gran magnitud ni intensidad, pero debido a que se trata de un fenómeno ocurrido en nuestra propia provincia, amerita el adelantamiento del post que corresponde a los días lunes, y por eso es que lo estoy subiendo fuera de fecha.

Convengamos en que, de paso, eso me permitirá tener más tiempo libre el lunes, y prepararme para despedir el año como éste se merece. 😀 .

Con motivo del evento, fui entrevistada en Radio Mitre por Federico Tolchinsky, y sus preguntas me parecieron orientativas con respecto a lo que puede causar inquietud o curiosidad en el público general, de modo que incluí algunas de ellas y otras más para generar este post.

1.¿Cuándo y dónde se sintió el evento sísmico?

El terremoto se sintió el viernes 28 de diciembre de 2012, a las 5 y 50 a.m., y fue percibido con la mayor intensidad en la localidad serrana de Salsacate, aunque también hubo posibilidades de notarlo en poblaciones cercanas y hasta en Córdoba Capital.

2. ¿Dónde se localizó el epicentro?

Como puede verse en la figura, el epicentro estuvo localizado a unos 10 km de la población de Salsacate, más específicamente en las Cumbres de Gaspar, en un punto distante aproximadamente 90 km desde la ciudad de Córdoba.

Para una mejor ubicación conviene recordar que la Provincia de Córdoba abarca dos Provincias Geológicas: la Llanura Pampeana al este, y las Sierras Pampeanas de Córdoba y San Luis al oeste. Esta última región comprende, en la provincia de Córdoba, tres sistemas de elevaciones o cordones montañosos, que de este a oeste se conocen como: Sierras Chicas, Sierras Grandes, que ya desde el nombre se presentan como las más elevadas y extendidas, y Sierras Occidentales.

Las Cumbres de Gaspar forman parte del segundo de los sistemas, del que son un desprendimiento lateral que se extiende hacia el norte y oeste a partir del Cerro Los Gigantes. Estas Cumbres continúan más allá de la Pampa de Pocho hasta casi confundirse con las Sierras Occidentales, y están flanqueadas al este y al oeste por sendas estructuras geológicas, denominadas fallas, pues se trata de fracturas en los macizos rocosos, a lo largo de las cuales eventualmente se deslizan inmensos bloques de roca. Las características de los desplazamientos a lo largo de los planos de falla nos permiten clasificarlas como inversas o compresionales, pero de eso hablaremos en futuros posts.

3. ¿Qué causa provocó el movimiento sísmico?

El movimiento se produjo a lo largo de una falla geológica, denominada precisamente Falla de Gaspar o Falla de Cumbres de Gaspar, que se extiende hasta las proximidades de Cura Brochero. De las dos mencionadas más arriba, esta falla es la que bordea las cumbres por el lado oriental, mientras que el flanco occidental está definido por la falla Concepción-El Mirador o Principal de la Sierra Grande, al oeste de la cual aparece un bloque hundido.
Las Cumbres de Gaspar constituyen un cordón alargado en dirección N-S, y el plano de la falla se inclina hacia el oeste. Debido a que la mayor parte de las fracturas regionales se inclinan, en cambio, hacia el este, esta falla de Gaspar se considera parte de un sistema antitético (contrera nomás, podríamos decir ;D )

Si pensamos en un marco más amplio que lo meramente local, debemos recordar que toda la provincia geológica serrana se encuentra afectada por una subducción de muy bajo ángulo, que ya les expliqué en otro post, y es por eso que resulta sensible en cierta medida a los acomodamientos de las grandes placas tectónicas que últimamente han estado liberando energía, afortunadamente a través de pulsos bastante frecuentes que restan reservas para posibles eventos de gran magnitud.

4. ¿Qué magnitud alcanzó el sismo de Salsacate?

Recuerden ustedes que la magnitud se mide con la escala abierta de Richter, y que en ella este evento alcanzó el valor 4.8 , lo cual no es alarmante, ya que involucra un monto de energía comparativamente módico. Las diferencias entre magnitud e intensidad las he explicado ya anteriormente en otro post.

5. ¿Cuál fue su intensidad?

La intensidad, medida en la escala de Mercali modificada, donde existen 12 grados, fue de entre III y IV en la localidad misma de Salsacate, y de entre II y III en zonas aledañas. En Córdoba capital, en cambio se registró intensidad entre I y II.

6. ¿Es entonces Córdoba una zona sísmica?

Desde el punto de vista de la evaluación del Riesgo Geológico, los territorios se dividen en tres grandes grupos: zonas asísmicas, donde la amenaza (si no me hicieron caso de ir a leer el post del link anterior, tendrán que hacerlo ahora para entender el concepto de amenaza) es casi nula, y corresponden a regiones estables como las llanuras y penillanuras, de las que sirve de ejemplo nuestra región pampeana.

Las zonas sísmicas, son por el contrario las que exhiben las estadísticas de mayores y más frecuentes eventos sísmicos, y podemos mencionar como ejemplo, nuestras provincias de San Juan y Mendoza.

Las zonas perisísmicas, son las transicionales que no se encuentran exentas de los terremotos, pero estadísticamente muestran menos recurrencia y menores intensidades y magnitudes que las zonas sísmicas. Las Sierras Pampeanas de Córdoba y San Luis están en ese grupo.

Si analizamos el tema desde un punto de vista estrictamente científico, más que desde el pragmatismo del ordenamiento territorial, las sierras de Córdoba constituyen el «Área Sismotectónica de las Sierras de Córdoba y San Luis».

Esto es así, porque la ciencia se despoja del antropocentrismo implícito en una evaluación de riesgos, y simplemente analiza si hay o no eventos y cómo son ellos, desentendiéndose de los efectos sobre la vida y actividad humanas.

En esta área sismotectónica, se han registrado sismos con magnitudes estimadas entre 5.7 y 6.7 en este siglo y hay abundantes evidencias de actividad tectónica anterior a los registros históricos, pero geológicamente reciente (eso es precisamente lo que se entiende como neotectónica).

7. ¿Puede repetirse el terremoto en el corto plazo?

Considerando que estamos en zona perisísmica, de neotectonismo comprobado, y que las fallas se han mostrado activas y deben reajustar sus nuevas relaciones de equilibrio, la respuesta es sí.

Pero como diría el Chavo «que no panda el cúnico», porque las liberaciones en pulsos son una buena noticia, lo preocupante es cuando la energía se acumula «arteramente» y se manifiesta tras un largo «disimulo».

Más o menos como cuando uno tiene niños pequeños en casa: la alarma surge cuando hacen un largo silencio y uno se pregunta «¿qué estarán haciendo tan calladitos?» ¿Les queda claro así?

8. ¿Hay otras fallas susceptibles de desplazarse y generar terremotos en Córdoba?

Sí, claro, a los cordobeses no nos gusta privarnos de nada, y tenemos entonces varios sistemas de fallas, con los principales orientados en dirección norte sur, y los secundarios según direcciones NW-SE y NE- SW.

Las fallas regionales de mayor importancia se pueden enumerar de este a oeste como sigue: falla del frente occidental de las Sierras Chicas, falla Copina-San Felipe, falla La Cumbrecita, falla Los Gigantes, falla de Achala, falla Potrero de Gero-Los Ramblones, falla Niña Paula, falla de Nono, falla Cumbres de Gaspar, falla Characato-Oro Grueso, falla de Cumbres del Perchel, falla Concepción-El Mirador o principal de las Sierras Grandes, falla Ambul-Mussi, falla de Guasapampa, falla La Higuera, falla de Pocho, y falla Quebrada del Tigre (o Sierra de Santa Rita).

9. ¿Hay antecedentes de eventos sísmicos destructivos en la Provincia de Córdoba?

En el ámbito del territorio provincial, y en tiempos históricos, el más destructivo de los eventos sísmicos fue el terremoto de Sampacho, acontecido el 11 de junio de 1934, a las 3.07.09 a.m.

Alcanzó magnitud 6.0 en la escala de Richter, e intensidad VIII en la escala de Mercali. Su epicentro se estableció en las coordenadas aproximadas de 33°50′ S y 64°50′ W, y a una profundidad de 30 km.

Como lo indica la intensidad, la ciudad de Sampacho fue parcialmente destruida y se produjeron víctimas, aunque no fatales. Sin embargo, la falta de experiencia previa y lo inesperado del evento, dejó serias secuelas psicológicas en los habitantes del pueblo.

La fallas que se movieron en ese momento fueron: la regional del frente occidental de las Sierras Chicas que se extiende desde Villa Carlos Paz hasta Berrotarán y Elena; y seguramente también la local de Las Lagunas, conocida también como de Sampacho, la cual llega hasta Río Cuarto.

10. ¿Qué clase de daños se reportaron en el evento del 28 de diciembre de 2012 en Salsacate?

La baja intensidad registrada dice por sí misma que no hubo daños de mayor importancia. Se mencionan tres casas con algunos agrietamientos, y rotura de vidrios, solamente.

Espero que les haya quedado algo más claro el panorama, y que este post les haya interesado. Les recomiendo siempre seguir cada uno de los links que aparecen en el texto, ya que allí podrán refrescar explicaciones que ya he dado antes para determinados puntos, o eventualmente leerlas por primera vez, lo que les hará completar el conocimiento sobre el tema. Un abrazo y Feliz Año Nuevo. Nos vemos el miércoles. Graciela.

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P.S.: La imagen que ilustra el post fue tomada de la página de Cadena 3

En el post del lunes pasado, comenzamos a ver algo de los efectos de los sismos sobre las construcciones, y cómo minimizarlos, y hoy charlaremos un poquito sobre las preguntas que quedaron pendientes esa vez.

¿Existe sólo un tipo de construcciones sismorresistentes?

No, en realidad, puesto que al perseguirse la preservación de las estructuras, eso puede hacerse de diversas maneras. En algunas concepciones de diseño, se propone la mayor solidez (resistencia) posible, de modo que se requiera la aplicación de fuerzas de gran magnitud para superar su punto de ruptura; en otros casos, se busca dotarlas de elasticidad para que su deformación sea en gran medida reversible una vez pasado el sismo; o aumentar su flexibilidad, de modo que el campo de deformación sea amplio (menor rigidez) antes de alcanzar la ruptura; o también es deseable que la obra se mueva con las ondas en lugar de oponerse a ellas.

Cada uno de estos objetivos se alcanza con diseños diferentes, y en muchos casos se intenta combinar las cualidades de manera que los daños se minimicen. Esto último no es sencillo, porque a veces son cualidades prácticamente opuestas, muy difíciles de conciliar.

En todo caso, se puede aseverar que no hay una única receta aplicable en las edificaciones sismorresistentes.

¿Cuáles son las medidas generales que se deben tomar en cuenta en las zonas sísmicas, al planificar las urbanizaciones?

Por si no lo han notado, la pregunta está ya implicando que una urbanización no debería dejarse librada a situaciones fácticas, como lamentablemente sucede muy a menudo, sino que debería ser planificada según estudios previos y por supuesto con Evaluaciones de Impacto Ambiental en mano. Esto no es el caso cuando la ocupación del terreno sucede de manera espontánea, y se trata luego de implementar medidas inconexas ante la emergencia ya en curso. Muchos son los ejemplos de catástrofes que no habrían tenido por qué suceder si se hubiera respetado la vocación natural del espacio físico.

El primer punto a considerar, entonces, es la localización. Hoy en día hay disponibles mapas de riesgos geológicos que podrían usarse para delimitar zonas donde bajo ningún concepto deberían permitirse asentamientos, por su alta amenaza.

Suponiendo que de todas maneras se construye en áreas con peligrosidad sísmica, entonces, para minimizar el riesgo resultante, deben buscarse lugares en los cuales el suelo sea comparativamente estable, donde a la amenaza de terremotos no se sume la posibilidad de deslizamientos o caídas de rocas, pues en tales situaciones, el propio sismo suele tener efecto disparador sobre esos otros fenómenos.

Emplazar una construcción a los pies de una ladera, la coloca en riesgo de sepultamiento, y de estar la obra en la ladera misma, puede llegar a deslizarse con ella. En general, las pendientes cuya intensidad supera el 30% son zonas de alto riesgo geológico.

En zonas de alta sismicidad, tampoco deben realizarse asentamientos demasiado próximos a las costas, ya sea del mar, por la probabilidad de tsunamis, o de los ríos, pues ellos pueden desbordarse o cambiar su curso como consecuencia de los cambios topográficos generados por terremotos.

¿Qué características de las construcciones disminuyen la vulnerabilidad en las zonas sísmicas?

Aun sin empezar a referirnos a los edificios diseñados como estructuras sismorresistentes, hay una serie de precauciones recomendables para las zonas sísmicas, que resultan de la simple aplicación del sentido común.

Por ejemplo, es obvio, que las edificaciones precarias, como ranchos de adobe, por ejemplo, serán los primeros damnificados, pero además, es de tener en cuenta que las obras más sólidas deben evitar los balcones colgantes u ornamentos voladizos que pueden desprenderse en la eventualidad sísmica, con serios daños para vehículos y personas que transiten por el lugar.

Las puertas que se abren hacia adentro, o giratorias pueden constituir trampas insalvables en caso de evacuaciones rápidas que pueden generar estampidas hacia el exterior. No pueden, obviamente, faltar ni estar obstruidas, las salidas de emergencia debidamente señalizadas.

Por otra parte, el centro de gravedad de las edificaciones, debe estar tan bajo como sea posible, de manera que ornamentaciones de gran peso en pisos altos son por completo desaconsejables.

¿Cuáles son las características generales de las construcciones especí­ficamente sismorresistentes?

Cuando se plantea la estructura de un edificio que debe superar la prueba impuesta por los eventos sísmicos, las cargas que dichos eventos generan, deben ser tenidas en cuenta, y por ende, se debe contar con un profundo conocimiento estadístico de la sismicidad del lugar.

Se parte de la aceptación de que cualquier obra civil, sometida a la acción de un terremoto sufre inevitablemente un cierto grado de deformación. Cuánta deformación y movimientos resiste antes de la ruptura, depende de muchas variables intrínsecas (además de las características del evento sísmico), como el tamaño, las cargas o pesos en cada piso, las características del terreno de fundación, la geometría de la construcción, los materiales empleados, etc.

Algunos de los rasgos a destacar en los edificios sismorresistentes son:

Configuración del edificio:

La configuración más adecuada, generalmente es aquélla simétrica, regular, con tamaño en planta y altura acordes a la situación sísmica, y realizada sobre terrenos firmes, con estructuras sólidas, materiales de calidad y un área perimetral de seguridad.

No siempre es sencillo tener en cuenta tantas variables, y no es mi intención meterme en un terreno ingenieril que desconozco, pero sí puedo contarles algunos detalles generales sobre los puntos mencionados.

Respecto a la simetría, podemos acotar que la falta de simetría tiende a producir torsión, ya que no todas las partes del edificio reaccionarán de la misma manera ante el esfuerzo, concentrádose éste en áreas que resultarán, por ende, más vulnerables.

La forma regular es la más recomendable porque la geometría irregular favorece también la torsión de la estructura, o la hace girar en forma desordenada.

Respecto al tamaño y altura, es bueno recordar que los esfuerzos producidos por actividades sísmicas son función del tamaño del edificio, de modo tal que las viviendas pequeñas, si están bien diseñadas, resisten en general sin grandes inconvenientes.

Con relación a la altura, ésta influye de forma directamente proporcional sobre el periodo de oscilación, lo cual significa que la aceleración tiende a ser menor en edificios más altos. Por lo tanto, los daños dependen más de la calidad de la construcción en su conjunto, que simplemente de su altura. Es decir que se debe buscar la altura adecuada a cada circunstancia, y no estipular un metraje dado.

El tamaño, puede tener además distribuciones diferentes, de manera que la extensión en planta es variable, y de suma importancia, ya que si bien es cierto que una gran base dificultan el vuelco de un edificio, cuando el área es excesiva, aunque sea simétrica la construcción no responderá como una unidad, (porque la onda sísmica tiene un tiempo de retardo para llegar de un extremo a otro) generándose tensiones diferenciales que amenazan la estructura.

Por otra parte, la distribución de masas debe ser lo más uniforme posible, tanto en cada planta como en altura, para evitar discontinuidades en la reacción ante las solicitaciones sísmicas, lo que introduce puntos de concentración de esfuerzos. Toda ornamentación innecesaria debe evitarse para no agregar masas superfluas al sistema de por sí complejo.

Los muros con función estructural, columnas y pilares que transfieren las cargas gravitatorias y sísmicas hasta el terreno por vías directas, muy comunes en obras antiguas, han demostrado gran competencia a lo largo de siglos de supervivencia en zonas de terremotos frecuentes.

Con relación al emplazamiento, y condiciones del terreno, ya me he referido en el post anterior.

La solidez de una estructura tiene relación directa con su resistencia y rigidez. En el primer caso es la oposición a la ruptura; en el segundo, a la deformación, y se refieren a la cantidad de carga que un cuerpo soporta antes de que se produzca cada una de ambas. La flexibilidad es la cualidad opuesta a la rigidez.

Lo deseable es una gran resistencia, y una rigidez tal, que la deformación se inicie tarde, pero con flexibilidad suficiente como para que una vez comenzada dicha deformación, se extienda por un amplio intervalo antes de que el material se rompa.

Hablando de la materia prima, es deseable una densidad relativamente baja para minimizar los daños ante el eventual derrumbe total del edificio, o ante el desprendimiento de algunos componentes de la edificación. No es fácil equilibrar este requerimiento con los anteriores, pero cualquiera sea el material utilizado, debe ser de la mejor calidad posible, y superar los controles correspondientes.

El área perimetral de seguridad tiende a evitar el efecto dominó de la caída de una edificación que podría arrastrar a todas las adyacentes.

¿Cuál es la nueva tendencia en el diseño de construcciones sismorresistentes?

Lo más moderno y novedoso en el concepto de sismorresistencia tiene todavía costos muy elevados, pero está comenzando a aplicarse en países con potencial económico y alta sismicidad, como Japón por ejemplo, y se relaciona con la tendencia de pensar el sismo como lo que realmente es: algo de tal naturaleza y energía que es imposible oponerse a él. En consecuencia, la presente investigación se dirige hacia nuevos diseños que acompañen el movimiento, en lugar de intentar resistirlo.

Para eso se está trabajando en la concepción de plataformas móviles de materiales flexibles, sobre las cuales se asientan las construcciones; y en monstruosos sistemas de fuelles que permiten hasta cierto punto que las construcciones se agiten con el pasaje de las ondas, volviendo luego indemnes a su posición inicial.

Conceptualmente es la aproximación más promisoria, pero hay muchísimas dificultades técnicas y económicas que todavía se deben superar.

¿Cuánta garantía de seguridad ofrecen las construcciones sismorresistentes?

Si quieren una respuesta corta aquí va; ninguna.

Para una respuesta más elaborada, hay que tener presente que las eventos sísmicos no son simples, producen esfuerzos que fluctúan rápidamente de manera caótica, y nunca se repiten de manera idéntica en el mismo lugar. Por otra parte, se cuenta con estadísticas sísmicas incompletas, ya que no en todos los sitios hay un buen monitoreo de larga data.

Es decir, que se puede intentar una mayor seguridad, pero ella nunca será absoluta. El terremoto de Kobe, en 1995, es un triste ejemplo de ello. Las normas de regulación inicialmente muy estrictas, permitieron a la ciudad resistir numerosos eventos, conduciendo a considerarla como indestructible (me suena a Titanic) y a aflojar un tanto los requerimientos a partir de los años ochenta. El 16 de enero de 1995, un sismo de magnitud 7.2 produjo el colapso de 50.000 edificios y arrojó un total de unas 5.000 muertes (humanas), dejando claramente demostrado, que la única forma de enfrentarse a la Naturaleza, es aceptando sus reglas.

Bueno, hasta aquí llegamos por hoy, nos vemos el miércoles. Un abrazo Graciela

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P.S.: Las fotos que ilustran el post son gentileza de Paulino, lector del blog, y corresponden al mismo edifico, antes y después del devastador sismo de Chile de 2010.

 

En algún post anterior, he señalado los efectos de los sismos sobre las construcciones, y hoy me gustaría referirme a los esfuerzos que hace el hombre por proteger su obra de esa devastación.

Como se trata de un tema muy amplio, este post tendrá dos partes, en la primera de las cuales charlaremos un poco sobre los conceptos generales y trataremos de aclarar algunos malentendidos muy generalizados.

En la segunda, el próximo lunes, veremos las reglas más concretas que se aplican a la construcción, desde lo más básico a lo más novedoso, siempre por supuesto, presentado para un público curioso, pero no especialista… y sobre todo en este caso porque yo tampoco soy ingeniera sino geóloga, de modo que mi mirada es desde la óptica del riesgo geológico, vale decir que se centra en las medidas que reducen la vulnerabilidad.

¿Qué se entiende por prevención?

Para comenzar con esta conversación, lo primero que hice fue recurrir al sitio de la Real Academia Española, para entender cómo se aplica y cuándo la palabra prevención (del latín: praeventio, -onis), y éstas son las diversas acepciones que encontré:

1. f. Acción y efecto de prevenir.
2. f. Preparación y disposición que se hace anticipadamente para evitar un riesgo o ejecutar algo.
3. f. Provisión de mantenimiento o de otra cosa que sirve para un fin.
4. f. Concepto, por lo común desfavorable, que se tiene de alguien o algo.
5. f. Puesto de policía o vigilancia de un distrito, donde se lleva preventivamente a las personas que han cometido algún delito o falta.
6. f. Mil. Guardia del cuartel, que cela el orden y policía de la tropa.
7. f. Mil. Lugar donde está.

Es obvio que de todos los posibles significados, sólo el primero y el segundo son aplicables al fenómeno que nos ocupa, pero no lo son tampoco de cualquier manera.

Veamos con relación al primero, qué dice la RAE que es prevenir (del latín: praevenire):

1. tr. Preparar, aparejar y disponer con anticipación lo necesario para un fin.
2. tr. Prever, ver, conocer de antemano o con anticipación un daño o perjuicio.
3. tr. Precaver, evitar, estorbar o impedir algo.
4. tr. Advertir, informar o avisar a alguien de algo.
5. tr. Imbuir, impresionar, preocupar a alguien, induciéndole a prejuzgar personas o cosas.
6. tr. Anticiparse a un inconveniente, dificultad u objeción.
7. prnl. Disponer con anticipación, prepararse de antemano para algo.

De todas estas acepciones, eliminemos de entrada la número 5, y la 1, en este último caso, porque si hablamos de sismos, ellos nunca podrán ser un fin u objetivo para el que persona alguna vaya a preparar lo necesario para obtenerlo.

Las acepciones 2 y 4 se relacionan estrechamente porque tienen que ver con el conocimiento anticipado de un evento próximo a ocurrir, y su correspondiente advertencia. Esos aspectos están siendo cada día más estudiados por los científicos, y hay ya mucha tecnología que si bien no puede aún definir con exactitud el momento y lugar de un terremoto de manera absolutamente confiable, sí permite identificar los indicadores de cambios que suelen ser precursores de los terremotos, lo cual posibilita alertar sobre su probable ocurrencia.

El tema es amplio, complejo y apasionante, de modo que nos ocupará más de una vez, pero no en este post.

Los restantes significados (relacionados a su vez con la segunda acepción de la palabra prevención) tienen que ver con las medidas concretas que pueden tomarse para minimizar los daños al momento de producirse el sismo. De algunas de ellas, que tienen que ver con precauciones individuales de las personas, he hablado en otro post.

Hoy quiero avanzar en cambio, sobre las medidas estructurales que deberían estar no solamente contempladas en los códigos de construcción de zonas particularmente afectadas por los movimientos telúricos, sino también muy estrictamente controladas, cosa que no siempre sucede, por múltiples razones, muchas veces socioeconómicas y culturales.

¿La prevención de sismos es posible?

De acuerdo con lo ya expresado más arriba, la prevención sísmica, entendida como alerta temprana, o como medidas de preparación para que los daños se minimicen, sí es posible.

Si en cambio pretendemos dar al término el sentido de su acepción 3, es decir impedir o evitar que ocurra el sismo; se trata de una absoluta imposibilidad, ya que más allá de cuál sea nuestra manera de construir, con cuánta anticipación conozcamos la posible ocurrencia del sismo, cuánta preparación personal tengamos ante él, etc., etc., el terremoto ocurrirá de todas maneras, y con la misma magnitud, hagamos o dejemos de hacer lo que sea. En definitiva, sólo podremos incidir sobre la intensidad, pero no sobre la magnitud.

Y como conclusión final de esta pregunta, si queremos ser absolutamente correctos y aplicar bien el término prevención en cualquiera de sus posibles acepciones, más que decir prevención de sismos, sugiero decir prevención de daños sísmicos. Porque sobre éstos tanto podemos alertar, (acepciones 2 y 4) como hacer preparativos para afrontarlos (acepciones 5, 6 y 7) como intentar hasta evitarlos (acepción 3) hasta donde eso sea posible.

¿Existen las construcciones antisísmicas?

Otra vez, si me permiten ser exquisita desde lo semántico, voy a oponerme al término, porque «anti» parece significar que uno está impidiendo que algo tenga lugar, cuando en realidad como ya dije, el sismo ocurre, más allá de nuestra voluntad en contrario. Por esa razón la palabra está cayendo rápidamente en desuso, y se prefiere la expresión más moderna de «construcción sismo- resistente o sismorresistente».

¿Qué se entiende por construcciones sismorresistentes?

Son aquéllas que están diseñadas para tolerar el paso de las ondas sísmicas sin colapsar, o registrando sólo daños menores. Para ello son construidas con una determinada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales adecuados para soportar los esfuerzos a que las someten los sismos frecuentes en una región dada. Como puede entenderse entonces, un conocimiento del comportamiento sísmico de cada zona a urbanizar es el requisito para que los cálculos de las estructuras sean los más apropiados en cada emplazamiento. Sobre eso veremos unas pocas cosas más en el próximo post, porque éste ya es bastante extenso.

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque el blog tiene registro IBSN, N° 04-10-1952-01.

P.S.: La foto que ilustra el post es una gentileza de Paulino, lector del blog, y fue tomada durante el devastador sismo de Chile de 2010.

Ya vengo hace tiempo explicando diversos temas relativos a los terremotos, y en el último post sobre ellos, les conté las diferencias entre los distintos aparatos que detectan los sismos, y les prometí referirme un poco a cada uno en particular.

Pues bien, ha llegado el momento de presentar con algún detalle a los más antiguos entre los mencionados, es decir los sismoscopios, que debo recordales son aquéllos que señalan la ocurrencia de un terremoto, pero sin registrarla.

Como siempre digo, para empezar no hay lugar mejor que el principio, de manera que empezaremos por comprender algunos principios fundamentales.

¿Cuál es el principio físico sobre el que se basan los primeros sismoscopios y sismógrafos?

Cuando lo que se quiere detectar es un movimiento, el marco referencial es importantísimo, y debe estar quieto, porque si él también se desplaza, las características del movimiento a establecer se tergiversan por completo.

Un ejemplo les aclarará mejor a qué me refiero. Supongamos que estamos de viaje a bordo de un colectivo que ha entrado para una parada a una terminal, y nosotros permanecemos en él. Si mientras observamos por la ventanilla, en el andén de al lado entra un colectivo, podemos tener la sensación de que nuestro colectivo está retrocediendo, simplemente porque nuestras posiciones relativas cambian. O al revés, si los dos colectivos retroceden juntos y a la misma velocidad, puede parecernos que no nos hemos movido en absoluto.

Y si queremos un ejemplo más dramático basta con recordar que de hecho la Tierra como planeta, está siempre moviéndose por el espacio, y a nosotros, que viajamos con ella, nos parece un cuerpo en reposo.

Por esta razón, para que se pueda definir un movimiento, necesitamos que algo permanezca relativamente inmóvil, y digo relativamente, porque siempre que haya un sismo todos los objetos se desplazarán, aun cuando algunos lo hagan casi imperceptiblemente.

¿Cómo se consigue un marco de referencia relativamente quieto?

Hay esencialmente dos maneras de hacerlo: o bien a través de un cuerpo con gran inercia, es decir que se oponga fuertemente a cambiar su estado de reposo o de movimiento; o bien tratando de independizarlo en lo posible de la masa en movimiento, por ejemplo, suspendiéndolo alejado del suelo.

Respecto al primer principio, conviene saber que para que un cuerpo tenga mucha inercia debe tener una gran masa. Vean si no, lo que pasa cuando a un flaco se le da un empujón: seguramente saldrá flameando con rumbo desconocido, mientras que el mismo empujón apenas moverá de su lugar a un gordito.

Respecto al segundo, todos hemos creído ver oscilar las lámparas colgantes del techo cuando hay un terremoto, cuando en realidad, ellas se mantienen relativamente quietas, y son las paredes, y el techo mismo los que se sacuden al compás de las ondas sísmicas que atraviesan el suelo, porque sobre él se asientan.

Sobre la combinación de ambos principios, se construyeron algunos de los primeros sismoscopios de los que existe registro.

¿Cuál es el sismoscopio más antiguo que se conoce?

Se trata de un ingenio como el de la foto que encabeza el post, y que fue construido por Zhang Heng en el año 132 de nuestra era, en la corte imperial de China.

Como puede verse en la imagen, el sismoscopio tenía la forma de un jarrón, con varias cabezas de dragones, cada una con una pelota en su boca. Todo tenía gran tamaño y estaba realizado en bronce, lo cual garantizaba la inercia suficiente para asegurar que no cualquier golpe ni sacudida afectara el aparato. Sí lo haría algo de tanta energía como un sismo. (Primer principio).

Alrededor del pie de ese jarrón varios sapos también de bronce, y con las bocas abiertas, estaban dispuestos según las ocho direcciones principales de la brújula, es decir N, NE, E, SE, S, SW, W y NW. Por dentro del jarrón, se encontraba un péndulo suspendido.

¿Cómo funcionaba este sismoscopio?

No se han encontrado aparatos completos originales y en funcionamiento, pero sí se han realizado reconstrucciones, y pese a que hay algunas opiniones divergentes, la mayoría de los investigadores coinciden en la explicación que paso a presentarles.

Si ocurría un temblor, la vasija se desplazaba solidariamente con el suelo sobre el que se asentaba, y el péndulo interno tendía a permanecer en reposo, razón por la cual, el movimiento diferencial lo hacía colisionar con un sistema de palancas ingeniosamente dispuestas, de modo que la bola de bronce correspondiente al sapo ubicado en la dirección de origen del movimiento sísmico era liberada y caía en su boca.

Este aparato tuvo su consagración histórica cuando una bola cayó sin que se percibiera terremoto alguno pero varios días después llegaron noticias de un terremoto en Kasu, a 600 Kilómetros en la dirección indicada por el correspondiente sapo.

¿Qué se sabe del inventor de este sismoscopio?

Zhang Heng (78 – 139) fue un astrónomo, pintor y escritor chino, nacido en la ciudad de Nanyang, provincia de Henan.

Fue él quien en sus funciones de astrónomo real bajo la Dinastía Han del Este, trazó uno de los primeros mapas estelares, donde estableció las posiciones exactas de 2.500 estrellas y dio nombre a unas 320, explicó los eclipses lunares correctamente, y sostuvo que la tierra era una pequeña esfera suspendida en el espacio, rodeada por un inmenso y lejanísimo cielo esférico.

¿Hubo otros aparatos semejantes en occidente?

Sí, pero mil quinientos años más tarde, hacia el siglo XVII y en Europa.

La idea original se aplicó de forma mucho menos artística y bastante más pragmática: recipientes con canaletitas, conteniendo mercurio (Hg) , hacían las veces de sismoscopios basados en el principio de la inercia.

En este caso, se aprovechó la diferencia de densidades entre la vasija y el líquido contenido en ella, que es uno de los más densos que se conocen.

El empuje del sismo tiende a mover el recipiente, pero el Hg, con mayor inercia, queda en cambio rezagado, y cae por la canaleta correspondiente a la dirección más aproximada a aquélla desde donde procede la onda sísmica.

Recordemos que densidad es igual a masa sobre volumen, y que en este caso teniendo el recipiente y el líquido prácticamente el mismo volumen, la masa aumenta con la densidad, por lo cual es el mercurio el que tiene mayor inercia, y por eso se retrasa en su desplazamiento. Un par de esquemitas (Figuras 1 y 2) rápidamente dibujados les pueden aclarar mejor el panorama.

 

 

 

 

 

La imagen que ilustra el post ha sido tomada de este sitio.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Los eventos sísmicos de cierta envergadura saltan de inmediato a los titulares de la prensa, que informa con la mejor de las intenciones, pero confundiendo muchas veces al público por el modo ligero de emplear como sinónimos, términos que científicamente son distintos y hacen alusión a cosas diferentes.

Una de las confusiones más comunes es la de los conceptos de Intensidad y Magnitud sísmicas, que es mi intención aclarar si puedo.

¿Qué es la Intensidad sísmica?

La intensidad es una medida de los daños. Como tal es por ende un concepto antropocéntrico, y de valor científico muy limitado.

El modo de evaluar la intensidad es además relativamente subjetivo y depende de la experiencia del observador, ya que se incluyen en la «medición» cosas tan variadas como los efectos sobre las personas, los daños sobre las estructuras artificiales y las construcciones en general, y las modificaciones geológicas y topográficas observables.  Por otra parte se realizan dichas observaciones durante e inmediatamente después del evento, cuando hay en todo observador, aun de manera inconsciente una fuerte carga emocional.

Ya en un post anterior les he hablado de las isosistas, y ahora les recuerdo que ellas se refieren a este concepto específicamente.

¿Qué escalas miden la intensidad sísmica?

La escala más conocida por su nombre es la de Mercali, pese a que a lo largo del tiempo sufrió tantas modificaciones que tiene relativamente poco que ver con la original. De hecho los comunicadores más prolijos la mencionan como la Escala Mercali Modificada, y si bien es cierto que ya ha caído prácticamente en desuso por las razones que expresé más arriba, todavía aparece de vez en cuando en los informes periodísticos, generando alguna confusión.

La escala Mercali reconoce su antecedente en la conocida como Rossi-Forel, en homenaje a sus dos creadores: Michele Stefano Conde de Rossi y François-Alphonse Forel.

La escala de Rossi-Forel constaba de 10 grados, data del Siglo XIX y fue modificada al menos dos veces por el vulcanólogo italiano Giuseppe Mercali, quien presentó sus propias versiones en 1884 y 1906.

Entre ambos intentos, en 1902 el físico, también de origen italiano, Adolfo Cancani, aumentó los grados descritos en la escala de diez a doce.

Pero tampoco fue ésa la formulación final, ya que más tarde, el geofísico alemán August Heinrich Sieberg la modifió sustancialmente, con lo que la escala pasó a llamarse de Mercali-Cancani-Sieberg (MCS).

Sin embargo, los cambios no terminaron entonces, ya que en 1931, Harry O. Wood y Frank Neumann metieron baza en el asunto y la escala pasó a llamarse de Mercali-Wood-Neumann (MWN).

No obstante la forma final le fue dada por Charles Richter (del que hablaremos luego en otro punto) y para no seguir complicando los nombres, fue designada simplemente como Escala de Mercali Modificada, (comúnmente abreviado MM) según ya les adelanté, y corresponde a los 12 grados que pueden leer en la Figura 1.

¿Qué relación tiene la intensidad con la energía liberada?

Prácticamente ninguna, porque al establecerse el grado de intensidad en función de los daños, la intensidad puede ser muy baja por ejemplo, si el terremoto ocurre en una zona deshabitada y sin infraestructura, aun cuando haya liberado una enorme cantidad de energía. A la inversa, un sismo que involucra menos energía puede causar miles de muertes si ocurre en una zona más vulnerable, con gente mal preparada para reaccionar ante el evento, etc.

Un ejemplo muy gráfico fue el de Haití

¿Qué es la magnitud sísmica?

Ésta sí es una medida de valor científico ya que es mucho más objetiva que la intensidad, y puede medirse, relacionándola además matemáticamente con la energía liberada.

Si bien existen al menos 8 diferentes modos de definir y establecer la magnitud, todos comienzan en mediciones a partir de los sismogramas. La razón por la cual hay tanta variedad de mediciones para la magnitud es que cada método sólo puede aplicarse dentro de un cierto rango y con cierto tipo de sismógrafos.

Como hay mucha y muy interesante información respecto a todos los conceptos de magnitud, ese tema será abordado en otro post. Hoy voy a limitarme a explicarles la magnitud  en general y cómo se relaciona con la escala Richter según es utilizada en los informes periodísticos.

¿Cómo se mide la magnitud sísmica?

Como ya les adelanté, son al menos ocho los modos posibles de medir la magnitud sísmica, que toma diversos nombres en cada caso (Momento de Magnitud, Magnitud Local, Magnitud de duración, etc.) pero todos ellos se derivan del sismograma o pueden derivarse de él a través de pasos y cálculos intermedios. A veces las lecturas de sismograma se combinan con mediciones en el campo, pero siempre hay un registro mensurable y mucho más objetivo que en el caso de la Intensidad.

¿A qué se deben las variaciones en las medidas de magnitud que se dan a conocer en los reportes sísmicos?

Precisamente porque no siempre se está midiendo la misma cosa, ya que son varios los conceptos que se incluyen bajo el término genérico de Magnitud.

Como la prensa desconoce este simple hecho, normalmente expresa un número, sin aclarar exactamente qué magnitud es la medida. Afortunadamente, casi todas las posibles magnitudes medidas caen dentro de un intervalo bastante estrecho y las diferencias no son grandes. No obstante es común que al recibirse dos valores diferentes desde dos fuentes distintas, la población caiga en la tentación de elaborar teorías conspirativas.

Así es posible escuchar cosas como: «Nos mintieron. En tal diario o tal radio extranjera dijeron 7,2 en vez de 6,9 «.

Por esa razón me parece interesante dar a conocer estos detalles que llevarían tranquilidad a los pobladores de las zonas afectadas, por un lado, y reforzarían la credibilidad de las autoridades competentes por el otro.

¿Cómo se relaciona la magnitud con la energía liberada?

Como hemos venido diciendo, la magnitud es una medida (logarítmica) del desplazamiento, ya que eso al fin es lo que registra el sismograma, y es obvio que cuanto mayor es la energía, mayor es el desplazamiento y la magnitud medida.

Ésa es la principal diferencia con la intensidad, puesto que ya hemos dicho que esta última no necesariamente crece o decrece junto con la energía liberada.

Retomando la relación entre magnitud y energía, si la distancia al epicentro es la misma, la sacudida será diez veces mayor entre un grado y el siguiente. Y como todas las formas de medir la magnitud son logarítmicas, eso pasa en todos los casos.

Ahora les propongo un pequeño ejercicio:  Un sismo de magnitud 2 será 10 veces más «fuerte» que uno de uno de magnitud 1, correcto, pero… pensar que uno de magnitud 3 es 30 veces más fuerte, es un error común, pero totalmente divorciado de la realidad. En efecto un sismo magnitud 3 es 10 veces más grande que el 2, y como éste a su vez es 10 veces más grande que el 1, el 3 es 100 veces más grande que el 1 y así sucesivamente.

Ahora bien, el aumento de energía que se requiere para aumentar diez veces la vibración, puede crecer según otro factor, y cambia de una forma de medir la magnitud a otra. Ese factor puede llegar a ser tan grande como 32.

¿Qué es la escala Richter?

La escala Richter mide lo que se conoce como Magnitud Local (ML), ya que fue desarrollada en 1935 para terremotos que distaran del sismógrafo no más de 400 km y se considera que su mayor exactitud se da para un rango de magnitudes entre 2 y 6.

La autoría corresponde a Charles Richter con la colaboración de Beno Gutenberg, pues ambos investigaban en el Instituto de Tecnología de California, y trabajaban con un sismógrafo de torsión de Wood-Anderson.

Hoy en día esos aparatos ya han sido superados y la Magnitud Local se mide con instrumental mucho más moderno, pero la unidad de escala fue originalmente fijada en magnitud 0 para  un terremoto que produciría un desplazamiento horizontal máximo de 1 μm en un sismograma trazado por un sismómetro de torsión Wood-Anderson localizado a 100 km de distancia del epicentro.

La definición matemática de la Magnitud Local se obtiene de la siguiente fórmula:

M= log A+3log (8Δt) -2,92

donde:

A = es la amplitud de la onda medida en milímetros, directamente en el sismograma.

Δt = diferencia de tiempo en segundos desde el inicio de las ondas P (Primarias) hasta el de las ondas S (Secundarias).

M = La magnitud resultante fue en principio arbitraria, pero resulta constante para todos los terremotos que liberan la misma cantidad de energía.

En la figura 2 puede verse cómo se miden todos los valores mencionados.

En el caso particular de la Magnitud Local (Richter original) la relación con la energía liberada se rige por la ecuación:

log E = 11,4 + 1,5 M

Espero que ahora tengan algunos conceptos más claros.

Un abrazo Graciela

P.S.: la foto es gentileza de Paulino y fue tomada luego del sismo de Chile en 2010.

La imagen del sismograma y los datos que se extraen de él es tomada de www.commons.wikimedia.org

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