SISMÓGRAFOS
El sismógrafo
Un sismógrafo es un instrumento
usado para medir movimientos de la Tierra. Se basa en el principio de inercia
de los cuerpos, como sabemos este principio nos dice que todos los cuerpos
tienen una resistencia al movimiento o a variar su velocidad. Así, el movimiento
del suelo puede ser medido con respecto a la posición de una masa suspendida por
un elemento que le permita permanecer en reposo por algunos instantes con respecto
al suelo. El mecanismo consiste usualmente en una masa suspendida de un resorte
atado a un soporte acoplado al suelo, cuando el soporte se sacude al paso de
las ondas sísmicas, la inercia de la masa hace que ésta permanezca un instante
en el mismo sitio de reposo. Posteriormente cuando la masa sale del reposo,
tiende a oscilar. Sin embargo, ya que esta oscilación posterior del péndulo no
refleja el verdadero movimiento del suelo, es necesario amortiguarla. En la
figura de la derecha se ha representado un aparato en el que el amortiguamiento
se logra por medio de una lámina sumergida en un líquido (comúnmente aceite).
Este era el método utilizado en los aparatos antiguos, actualmente se logra por
medio de bobinas o imanes que ejercen las fuerzas amortiguadoras de la
oscilación libre de la masa. Si
se sujeta un lápiz a la masa suspendida, para que pueda inscribir en un papel
pegado sobre un cilindro que gira a velocidad constante, se podrá registrar una
componente del movimiento del suelo. El instrumento hasta aquí descrito, detecta
la componente vertical del movimiento del suelo y se conoce como sismógrafo
vertical. El papel donde traza el movimiento se conoce como sismograma.
Como el movimiento del suelo tiene lugar
en las tres dimensiones del espacio, los movimientos del suelo también tienen
dos componentes horizontales. Para medir este movimiento se requiere de péndulos
horizontales que oscilan como una puerta aunque con el eje ligeramente inclinado
para lograr un punto de estabilidad. Uno de estos sismógrafos horizontales se
orienta en la dirección N-S y otro en la E-O. Un ejemplo de sismógrafo
horizontal es el que se muestra en la figura siguiente.
Además del péndulo y el sistema de
amortiguamiento los sismógrafos emplean un sistema de amplificación para
producir registros que puedan ser analizados a simple vista. Antiguamente la
amplificación se realizaba por medio de un sistema mecánico, en la actualidad la
amplificación se realiza electrónicamente. Los sismómetros actuales son
sumamente sensibles a los movimientos de tierra; por ejemplo movimientos tan
pequeños como 1/10,000,000 de centésima (distancias casi tan pequeñas como
espacios atómicos) pueden ser detectados en lugares sumamente quietos.
Los sismómetros comúnmente registran movimientos de muchas y
diferentes fuentes naturales; como también aquellas causadas por el hombre; por
ejemplo movimientos de los árboles a causa del viento, olas golpeando las
playas, y ruidos de coches y grandes camiones.
El movimiento del suelo con respecto a la
masa se efectuaba en los primeros instrumentos por medio de una pluma o estilete
que inscribía sobre un tambor giratorio. Después se introdujo la inscripción
sobre película o papel fotográfico de un haz de luz reflejado en la masa o
sistema amplificador del sismógrafo. Actualmente existen sismógrafos que
detectan el movimiento de la masa electrónicamente y lo digitalizan para ser
almacenado en cinta magnética u otros medios de almacenamiento digital.
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Sismograma |
El sismógrafo Chan-Heng
Es el primer sismógrafo conocido se construyó en China, alrededor del año 130
d.C. Consistía en una vasija de bronce que contenía seis bolas en equilibrio en
las bocas de seis dragones situados alrededor de la vasija. Si una o más bolas
se caía de la boca de los dragones al interior de las ranas, se sabía que había
habido un onda sísmica.
Un sismógrafo de Lehman
casero
Un sismográfo
de Lehman es simplemente una baja vertical que sujeta a otra horizontal que
tiene unido a ella un peso.
| Ahora la idea
consiste en unir el extremo de la barra horizontal por medio de una
alambre rígida al cono de un altavoz. De modo que si se produce una
vibración moverá el cono del altavoz, lo cual generará una corriente
eléctrica. Es importante encerrar el altavoz dentro de una caja de
cartón para que no le afecten ruidos externos que pueda recoger. |
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| La salida del altavoz entra en un amplificador (que puede ser el de
una minicadena). El amplificador se conecta a un ordenador por medio de
la tarjeta de sonido y luego se utilizará un programa (tipo Adobe
Audition) para grabar el audio en el disco duro. |
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Los resultados obtenidos deben ser algo similar al siguiente
dibujo
