Puerto Rico

Red Sísmica

El Tamaño de un Terremoto


El tamaño de un terremoto se expresa de varias formas; existen tanto las medidas cualitativas o no-instrumentales como las cuantitativas o instrumentales. Las medidas no-instrumentales son de gran importancia para los eventos pre-instrumentales y por lo tanto esenciales en la compilación en catálogos de terremotos históricos para propósitos de análisis de riesgos. Para terremotos que han sido registrados manualmente, las escalas cualitativas son complementarias a la data instrumental.

Escala Mercalli Modificada(MM)

La escala principal de magnitud LA ESCALA RICHTER YA NO SE UTILIZA!

La intensidad es una medida de perceptibilidad no instrumental del daño a las estructuras, efectos superficiales del suelo y reacciones humanas al temblor del terremoto. Es un método descriptivo que se ha utilizado tradicionalmente para establecer el tamaño del terremoto, especialmente para eventos pre-instrumentales. Al ser una medida subjetiva la misma se obtiene al entrevistar a personas que observaron o estuvieron en el evento, y su impresión del mismo. Ya que los observadores y las estructuras humanas están dispersos más ampliamente que cualquier observatorio sismológico podría razonablemente evaluar el efecto del terremoto y por ende proporcionar información que ayude a caracterizar la distribución del movimiento del suelo en una región. Las escalas discretas se utilizan para cuantificar la intensidad sísmica. Los niveles se representan por los números romanos y cada grado de intensidad proporciona una descripción cualitativa de efectos del terremoto. En el Caribe, se utiliza la escala Mercalli modificada. Esta escala fue preparada por Rossi de Italia y Forel de Suiza en la década de 1880. Esta escala utiliza experiencias humanas para determinar el nivel de movimiento experimentado durante un terremoto. La cantidad de movimientos sentidos depende de la profundidad, ubicación, magnitud del evento, así como la densidad de la población, la construcción de edificios y la geología local.

Si sientes algún movimiento que pueda estar relacionado con un terremoto, puedes reportarlo a PRSN usando el siguiente enlace web: http://www.prsn.uprm.edu/Spanish/DFI/reportesismos.php.

La antigua escala de magnitud conocida como Richter, mide el terremoto por su tamaño, basado en la energía liberada. Esta escala fue ideada por el japonés Wodatti en 1931; pero la escala mantiene su nombre en honor al norteamericano Charles F. Richter, quien desarrolló el concepto en 1935 en el Estado de California. Se diferencia de la escala Mercalli Modificada, en que ésta interpreta la intensidad basada en las instalaciones humanas dañadas por el terremoto mientras que la Richter mide la energía liberada por el movimiento telúrico. El sismólogo cuantifica la magnitud por las trazas dejadas por los terremotos en el sismógrafo. Esta escala considera la relación empírica entre la amplitud máxima de las trazas y la distancia epicentral para un conjunto de sismógrafos calibrados. Originalmente, la escala requería que todos los instrumentos utilizados en la medición fueran desarrollados por el mismo fabricante. En California, el instrumento utilizado para desarrollar la escala fue el sismómetro Woods-Anderson.

En esta escala empírica se determina la magnitud de un terremoto tomando el logaritmo (en base 10) del movimiento más grande del suelo registrado durante la llegada de una onda sísmica y aplicando la corrección estándar para la distancia. Como la escala es logarítmica, la magnitud aumenta en una unidad con el incremento de diez unidades en la amplitud o duración de la grabación de onda sísmica. Sin embargo, en términos de energía liberada por un terremoto, un incremento en la unidad de magnitud aumenta la cantidad de energía liberada por un factor de aproximadamente 30.

Esta escala ya no se utiliza ya que ha sido reemplazada por la magnitud del momento que proporciona una medición más precisa de la energía liberada. Sin embargo, las medios seguirán utilizando escala Richter aunque una de las escalas de magnitud más reciente se describe a continuación.

Escalas de Magnitud Modernas



A medida que aumentó el conocimiento de los terremotos, medidas de magnitud más precisas y robustas se desarrollaron. Estas incluyen, pero no se limitan a la magnitud de la onda corporal (mb), la magnitud de la onda superficial (Ms) y la magnitud del momento. Las magnitudes son mediciones de la energía liberada. Cada medida de magnitud tiene la forma:

M = log (A¦T)+ F (h, Δ) + C

Donde A es la amplitud de la señal, T es el período dominante de la señal, F es una corrección funcional de la variación de magnitud debido a la variación de profundidad y distancia, y C es un factor de escala regional.

Magnitud de Duración



Esta es otra escala empírica de magnitud desarrollada por cada red regional. Debido a que se trata de una escala empírica, la ecuación exacta utilizada por cada red será ligeramente diferente. Esta escala es más efectiva para eventos más pequeños entre 0 y ~ 5 de magnitud. La magnitud de la duración se calcula buscando el tiempo en el que la amplitud de la señal vuelve al nivel previo al terremoto, así como la amplitud máxima de la señal. Estos dos puntos de datos se introducen entonces en la ecuación empírica local para determinar la magnitud del evento. Dado que la mayoría de los eventos en la región de Puerto Rico y las Islas Vírgenes están dentro del rango aplicable, verá a menudo las magnitudes del informe de PRSN como md.

Magnitud de Onda de Cuerpo (mb) y Magnitud de Onda de Superficie



Los primeros estudios mundiales utilizaron la magnitud de la onda corporal y la magnitud de la onda superficial. Las magnitudes de onda del cuerpo se miden usando el tren de ondas de cuerpo usualmente usando la onda P. La ecuación de la magnitud de la onda corporal es la siguiente:

Mb = log (A¦T)+ + Q (h, Δ)

Aquí A es la amplitud del movimiento del suelo (en micrones, después de la eliminación de la respuesta del instrumento), T es el período de onda, Q es el término empírico dependiendo de la distancia y profundidad focal (global o para una región local). Mb no se utiliza para distancias epicentrales superiores a 100º para evitar formas de ondas difractadas. Las formas de onda difractadas como Pdiff se generan cuando la energía de la onda interactúa con el núcleo externo líquido de la Tierra. El núcleo externo es relativamente lento en comparación con el manto más superficial, por lo que parte de la energía viaja a lo largo del límite núcleo-manto en lugar de entrar en el núcleo antes de regresar a la superficie de la Tierra. Como una analogía de la energía que viaja a lo largo de la interfaz es se puede pensar en un coche de conducción en una carretera, mientras que cualquier energía que entra en el núcleo sería tomar las carreteras de país más pequeñas y más lentas. Los conductores preferirían tomar la autopista como la energía de la onda sísmica prefiere viajar a lo largo de la interfaz. La energía que viaja a lo largo de la interfaz es lo que genera estas formas de onda difractadas. La magnitud de la onda superficial, Ms, se mide usando la mayor amplitud de las ondas superficiales. La ecuación general tiene la forma:

Ms = log (A¦T)+ + 1.66 log (Δ) +3.3

A menudo, las ondas Rayleigh de mayor amplitud se calculan generalmente en un período de 20s. En este caso la ecuación general se convierte en:

Ms = logA20 + 1.66log (Δ) +2.0

Ambas amplitudes fueron diseñadas para coincidir con magnitudes locales medidas en California. Estas magnitudes, aunque son útiles para el público en general y la gestión de emergencias, no tienen conexión directa con la fuente física de la fuente del terremoto. Para conectar la física de la fuente a la magnitud, los científicos desarrollaron la escala Magnitud de Momento (Mw).

Magnitud de Momento (Mw)



A diferencia de otras mediciones de magnitud, la magnitud de momento se relaciona directamente a las propiedades de la falla. En forma de ecuación:

Mw = logM0/1.5-10.73

M0 es el momento sísmico en dyne-cm y puede ser definido por las propiedades físicas de la falla:
  • M0 = μDS = μDfL2
  • μ: rigidez en la profundidad de la fuente
  • D: promedio del desliz en la falla
  • S: el Area de la falla
  • S = fL2
  • f: relación de anchura a la longitud
  • L: longitud de la falla

En términos simples la magnitud de momento se relaciona directamente con el área de la falla que se desplazó durante el terremoto, cuán lejos la falla se deslizó y cuánto el material de la falla se resistió al desplazamiento. Debido a que esta magnitud se vincula directamente a las propiedades de falla es considerada más útil para los científicos. Las ventajas de magnitud de momento son las siguientes:
Directamente vinculada al proceso de fallamiento del terremoto No se satura: para magnitudes grandes (>6.5) mb y Ms puede subestimar el tamaño del evento. Cuando este sucede los sismólogos lo llaman magnitud de saturación. Conserva la simplicidad de las otras escalas de magnitud (orden de 1 es comparable a las otras magnitudes).
En la siguiente imagen se muestra cuán frecuente ocurre un terremoto según su magnitud en un año y una comparación de la energía liberada con diferentes eventos.

Si sientes algún movimiento que pueda estar relacionado con un terremoto, puedes reportarlo a PRSN usando el siguiente enlace web: http://www.prsn.uprm.edu/Spanish/DFI/reportesismos.php.

Escala de Richter(M)

La escala de magnitud Richter mide el sismo por su tamaño, tomando en cuenta la energía liberada. Esta escala fue ideada por el japonés Wodatti en el 1931; sin embargo el norteamericano Charles F. Richter, la desarrolló en el Estado de California y de ahí conservó su apellido. Se diferencia de la Mercalli Modificada, en que ésta última interpreta la intensidad con la que el sismo dañó las instalaciones humanas. Por su parte, la Richter mide la energía liberada por el movimiento telúrico. El sismólogo cuantifica la magnitud por los trazos que dejan los terremotos en el sismógrafo. Esta escala considera la relación entre la amplitud máxima de las trazas y la distancia epicentral. Se afirma que es la escala más usada, pero es la que se utiliza más incorrectamente por el público.

La magnitud de un terremoto se determina tomando el logaritmo (en base 10) del mayor movimiento del suelo registrado durante la llegada de un tipo de onda sísmica y aplicando la corrección estándar por la distancia. Como la escala es logarítmica, la magnitud aumenta en una unidad con el aumento de diez unidades en la amplitud o duración del registro de la onda sísmica. Sin embargo, en cuanto a energía liberada por un terremoto, un incremento de unidad en la magnitud incrementa la cantidad de energía liberada en un factor de aproximadamente 30. Aunque existen diferentes escalas de magnitud, basadas en diferentes ondas, la mayoría de las mismas son reportadas en la escala Richter en honor al Dr. Charles F. Richter quien desarrolló el concepto en 1935.

La siguiente imagen muestra cuan frecuente ocurre un sismo segun su magnitud en un año y una comparación de la energía liberada con diferentes eventos.



A continuación una tabla comparativa de los valores de intensidad, magnitud y aceleración.


Intensidad Escala de la Intensidad Magnitud (Escala Richter) Aceleración Maxima del Terreno (g)
I No Sentido < 2.3 < 0.002
II Sentido solo por algunas personas en posición de descanso, especialmente en pisos altos. Objetos suspendidos oscilan un poco. 2.3 - 2.9 0.002 - 0.003
III Sentido en el interior. Muchas personas no lo reconocen como un temblor. Automóviles parados se balancean. Vibraciones como el paso de un camión pequeño. Duración apreciable. 3.0 - 4.1 0.004 - 0.007
IV Sentido en el interior por muchos, en el exterior por pocos. Ventanas, platos, puertas vibran. Las paredes crujen. Vibraciones como el paso de un camión grande; sensación de sacudida como un balón pesado. Automóviles parados se balancean apreciablemente. 3.7 - 4.2 0.015 - 0.02
V Sentido casi por todo el mundo; muchos se despiertan. Algunos platos, ventanas, etc. se rompen; algunas casas de mampostería se agrietan. Objetos inestables volcados. Las puertas se balancean, se cierran, se abren 4.3 - 4.9 0.03 - 0.04
VI Arboles y arbustos sacudidos visiblemente. Sentido por todos, muchos se asustan y corren al exterior. Es difícil andar. Ventanas, platos y objetos de vidrio se rompen. Algunos muebles pesados se mueven; se caen algunas casas de mampostería. Daños leves. 5.0 - 5.6 0.06 - 0.07
VII Todo el mundo corre al exterior. Daños muy pequeños en edificios de buen diseño y construcción; leve a moderado en estructuras bien construidas; considerable en las mal construidas. Sentido por conductores. 5.7 - 6.2 0.1 - 0.15
VIII Daño leve en estructuras especialmente diseñadas para terremotos; considerable hasta con colapso parcial en edificios corrientes; mayor en estructuras pobremente construidas. Los paneles de las paredes se salen de los marcos. Se caen monumentos, columnas y paredes. Se viran muebles pesados. Pequeños corrimientos de arena y fango. Cambios en el caudal de fuentes y pozos. Difícil conducir. 6.3 - 6.9 0.25 - 0.3
IX Daño considerable en estructuras de diseño y construcción buena, estructuras bien diseñadas, desplazadas de sus cimientos; mayor en edificios corrientes con colapso parcial y total. Amplias grietas en el suelo. Eyección de arena y barro en áreas de aluvial. Tuberías subterráneas rotas. 7.0 - 7.6 0.5 - 0.55
X Algunas estructuras bien construidas en madera y puentes destruidos, la mayoría de las construcciones y estructuras de armazón destruidas con sus cimientos. Grietas grandes en el suelo. Deslizamientos de tierra, agua rebasa las orillas de canales de ríos, lagos etc. arena y barro desplazados lateralmente 7.7 - 8.2 > 0.6
XI Colapso de la mayoría de las estructuras de cemento y hormigón. Puentes y otras vías de transporte seriamente afectados 8.3- 9.0 > 0.6
XII Pérdida total en la infraestructura. Grandes masas de rocas desplazadas. Objetos pesados lanzados al aire verticalmente con facilidad. >9.0 > 0.6

Aceleración

El tamaño de un terremoto también se expresa en la aceleración con respecto a la gravedad, que es la aceleración con la que una bola cae en el vacío (1.0 g donde g es la intensidad del campo gravitacional que es igual a 980 cm / s2). La aceleración es ampliamente utilizada en ingeniería para establecer las regulaciones sísmicas y zonas de riesgo. Además de la aceleración, es importante saber la velocidad y el desplazamiento de la tierra, la duración del terremoto y las propiedades de las ondas.

Para más información sobre tipos de magnitud, vaya al siguiente enlace: http://redsismica.uprm.edu/Spanish/glosario/index.php#magnitud aceleracion