Geosfera
La geosfera es el sistema terrestre de estructura rocosa que sirve de soporte a los demás sistemas situados en su parte más superficial. También es la fuente de recursos minerales y energéticos, como los combustibles fósiles y el uranio.
Riesgos Sísmicos
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. Estas actividades se producen principalmente en los bordes de las placas tectónicas.
Teoría del Rebote Elástico (Reid, 1906): Las rocas sometidas a esfuerzos sufren deformaciones elásticas, acumulando energía durante años hasta un límite. Por encima de este límite, se supera la resistencia del material y este se fractura, liberando en segundos toda esa energía almacenada.
Terremoto: Vibración de la tierra producida por la liberación brusca o paroxística de la energía elástica almacenada en las rocas cuando se produce su ruptura. Una parte de la energía se libera en forma de ondas sísmicas y otra parte se transforma en calor por la fricción de materiales en el plano de falla.
Tipos de Esfuerzos
- Compresivos: originan fallas inversas.
- Distensivos: originan fallas directas o normales.
- De cizalla: originan fallas transformantes o de desgarre.
Elementos Importantes en un Terremoto
En un terremoto se distinguen:
- Hipocentro: zona interior profunda, donde se produce el terremoto.
- Epicentro: área de la superficie perpendicular al hipocentro, donde repercuten con mayor intensidad las ondas sísmicas.
- Ondas sísmicas: internas y superficiales.
Ondas Internas
Las ondas sísmicas profundas se forman a partir del hipocentro y se propagan en forma esférica por el interior de la Tierra, por lo que resultan muy útiles para estudiar su estructura interna. Se dividen en primarias (P) y secundarias (S).
- Ondas P: Son las más rápidas (6-10 km/s) y, por ello, son las primeras en ser detectadas por los sismógrafos. Las partículas de la roca se comprimen y se dilatan, vibrando adelante y atrás en el sentido de propagación (efecto muelle).
- Ondas S: Son más lentas (4-7 km/s) y las partículas de las rocas se mueven en forma de sacudida. Solo se propagan en medios sólidos, por lo que no pueden atravesar el núcleo exterior terrestre.
Ondas Superficiales
Cuando las ondas profundas llegan a la superficie, se generan las ondas L (longae), que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daños producidos por los sismos en las construcciones.
- Ondas de Love: Son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de corte en superficie. Se denominan así en honor al neocelandés A.E.H. Love, quien desarrolló un modelo matemático de estas ondas en 1911. La velocidad de las ondas Love es un 90% de la velocidad de las ondas S y es ligeramente superior a la velocidad de las ondas Rayleigh.
- Ondas Rayleigh: También denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt, Lord Rayleigh, en 1885. Son ondas más lentas que las ondas internas y su velocidad de propagación es casi un 70% de la velocidad de las ondas S.
Parámetros de Medida de los Sismos
Son dos:
- Magnitud del seísmo: Es la energía liberada e indica el grado de movimiento que ha tenido lugar. Se mide con la escala de Richter, que mide la energía elástica liberada de 1 a 10 grados. Valora la peligrosidad del terremoto. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de manera que cada punto de aumento significa que la energía liberada aumenta 32 veces. La magnitud de un sismo aumenta 10 veces de un grado al siguiente. Por ejemplo, un temblor de grado 5 es 10 veces más intenso que uno de grado 4 y un temblor de grado 8 no es el doble de intenso que uno de grado 4, sino 10000 veces más fuerte. No refleja la duración del terremoto, que es otro factor que aumenta la peligrosidad.
- Intensidad del seísmo: Capacidad de destrucción. Cuantifica la vulnerabilidad o daños generados por el seísmo. Se emplea la escala de Mercalli, con doce grados de I a XII. La Escala de Mercalli es una escala de 12 grados desarrollada para evaluar la intensidad de los terremotos a través de los efectos y daños causados a distintas estructuras. Debe su nombre al físico italiano Giuseppe Mercalli.
Daños Originados por los Seísmos
Los riesgos derivados de un seísmo son:
- Daños en edificios por agrietamiento o desplome.
- Daños en vías de comunicación (puentes, carreteras, ferrocarril, etc.).
- Inestabilidad de laderas.
- Rotura de presas con riesgo de inundaciones.
- Rotura de conducciones de gas o agua con riesgo de incendios e inundaciones.
- Licuefacción de sedimentos con hundimiento de edificios.
- Tsunamis.
- Seiches (olas en aguas continentales).
- Desviación de cauces de ríos.
- Desaparición de acuíferos.
Métodos de Predicción y Prevención de Terremotos
Predicción
Los terremotos están asociados a los límites de placas y ocurren con periodicidad casi constante. Hoy por hoy es imposible predecirlos a corto plazo, aunque a largo plazo se pueden sacar conclusiones. Por ejemplo, en China cada 3000 años hay un periodo de sismicidad con periodos de 1000 años de tranquilidad.
A corto plazo hay que recurrir a los precursores sísmicos:
- Cambio en el comportamiento de los animales.
- Disminución de la velocidad de las ondas P.
- Elevación del suelo.
- Disminución de la resistividad de las rocas.
- Aumento de emisiones de radón.
- Variación en los niveles de agua de los pozos.
- Reducción del número de seísmos precursores.
Además, es conveniente elaborar mapas de peligrosidad a partir de datos del registro histórico sobre magnitud e intensidad. Es importante tener localizadas las fallas activas por interferometría de radar e imágenes de satélite, ya que el 95% de los seísmos se originan en ellas.
También se sabe su relación con los bordes de placa, por lo que se pueden realizar mapas para deducir el periodo de retorno (frecuencia media de repeticiones).
Prevención
Para prevenir los daños sísmicos, debemos seguir las siguientes normas:
- Medidas estructurales: en muchas ocasiones, los daños se producen por la vulnerabilidad de las construcciones más que por la magnitud e intensidad del terremoto. Los materiales más resistentes son los de estructura de acero, seguidos de piedra o madera, mientras que los más débiles son los de adobe porque se deshacen con la vibración. Otra medida importantísima es cumplir las normas de construcción sismorresistente:
- No modificar mucho la topografía local.
- Evitar hacinamiento de edificios.
- En suelos rocosos coherentes, construcción de edificios altos, rígidos y equilibrados con refuerzos diagonales de acero, flexibles, con cimientos aislantes (caucho), sin cornisas ni balcones y con marquesina de recogida de cristales.
- En suelos blandos, se construirán edificios bajos, poco extensos superficialmente.
- Instalación de conducciones de gas y agua flexibles o con cierre automático.
- Medidas no estructurales:
- Ordenación del territorio con medidas restrictivas en función del riesgo.
- Protección civil: conjunto de medidas para protegernos de los riesgos y restablecer el orden público (sistemas de vigilancia, emergencia, alerta y evacuación).
- Educación para el riesgo con ensayos y planes de evacuación, etc.
- Medidas de control de seísmos:
- Provocación de seísmos de baja intensidad para disminuir la tensión de las rocas y evitar los seísmos paroxísmicos.
- Inyección de fluidos en fallas activas para inmovilizarlas.