¿Qué son las ondas sísmicas?
Las ondas sísmicas se encuentran dentro de la
categoría de ondas elásticas,
que son aquellas perturbaciones tensionales que se propagan a lo largo de un
medio elástico (entendiendo que un medio es elástico cuando puede sufrir
deformaciones reversibles al verse sujeto a la acción de fuerzas exteriores).
En este caso, el medio sería el terreno, el cual es deformado hasta cierto punto
por las ondas, pero que puede recuperar parte de su estructura anterior, cuando
la acción de las ondas cesa o culmina.
Llamamos ondas sísmicas a las ondas que se propagan en el interior de la Tierra.
Mucho de lo que sabemos acerca de la Tierra procede del estudio de las ondas
sísmicas y de cómo éstas viajan a través de diferentes tipos de materiales. El
estudio de este tipo de ondas nos ayuda a entender mejor a los tan poco predecibles terremotos y a saber cómo construir
diversas cosas que sean capaces de soportar los diferentes tipos de ondas
relacionadas con los terremotos.
En esta imagen se muestra cómo se
producen las ondas sísmicas y como se formula la misma.
¿Cómo se propagan y cómo se clasifican las
ondas sísmicas?
Las ondas sísmicas se clasifican en ondas
internas y ondas superficiales.
Las ondas internas son aquellas que se propagan desde su origen hasta la
superficie de la Tierra, que se subdividen en ondas P y ondas S. Por otra
parte, las ondas superficiales son las que se propagan sobre la superficie de
la Tierra, que a su vez se subdividen en ondas Rayleigh y ondas Love, después de la llegada de las ondas P
y S a la superficie de la Tierra.
En esta imagen podemos ver
cómo se propagan las ondas y existen las ondas primarias y secundarias.
Las ondas P (ondas primarias) se denominan así
porque son las primeras en llegar a la superficie de la Tierra. Su velocidad de
propagación es de aproximadamente unos 7,5 kilómetros por segundo, aunque ésta
puede cambiar dependiendo de la densidad del medio en el que se transmiten. Las
ondas P son ondas longitudinales que se propagan produciendo oscilaciones del
material con el que se encuentran en el mismo sentido en el cual se propagan.
Las ondas
S (ondas
secundarias) deben su nombre al hecho de que llegan a la superficie de la
Tierra después de las ondas P, en segundo lugar. Las ondas S tienen una
velocidad propagación de alrededor de 4,2 kilómetros por segundo, aunque al
igual que las P, estas también varía de acuerdo al material en el que se
propagan. Las ondas S son ondas transversales que se propagan produciendo
movimientos perpendiculares a la dirección en que se propagan, a través del
material en que se transmiten.
En la siguiente imagen
podemos ver cómo se propagan las ondas y la diferencia que hay entre las ondas
primarias y secundarias
Velocidad de las Ondas
Se puede demostrar teóricamente y se observa
experimentalmente que la velocidad de las ondas es tal que: VR, L < Vs < Vp. Donde Vp, Vs y VR, L son
las velocidades de las ondas P, S y de Rayleigh y Love respectivamente. Entre
estas dos últimas no puede establecerse un orden de velocidades porque esta
depende de muchos factores y no siempre viajan con la misma velocidad.
Las velocidades de las diferentes ondas
dependen de las características del medio; por ejemplo, en rocas ígneas la
velocidad de las ondas P es del orden de 6 Km/s, mientras que en rocas poco
consolidadas es de aproximadamente 2 Km/s o menor.
La secuencia típica de un terremoto es:
primero el arribo de un ruido sordo causado por las ondas ("P"),
luego las ondas ("S") y finalmente el "retumbar" de la
tierra causado por las ondas superficiales.
La siguiente imagen nos enseña cómo son las
velocidades de las ondas en las capas de la tierra y como se puede saber la densidad
y velocidad de las ondas.
CORRIMIENTO AL ROJO
Podemos definir como corrimiento al rojo al
fenómeno por el cual el espectro de emisión y/o absorción de radiación,
proveniente de un objeto cosmológico, resulta desplazado hacia longitudes de onda
mayores debido a la acción de algún proceso independiente del mecanismo de
emisión o absorción de radiación.
En física y astronomía, el corrimiento al rojo, acercamiento hacia el rojo o desplazamiento
hacia el rojo ocurre cuando
la radiación
electromagnética,
normalmente la luz visible,
que se emite o refleja desde un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro
electromagnético. De manera
más general, el corrimiento al rojo es definido como un incremento en la longitud de onda de radiación
electromagnética recibidas
por un detector comparado con la longitud de onda emitida por la fuente. Este
incremento en la longitud de onda se corresponde con un decremento en la frecuencia de la radiación
electromagnética.
Un
corrimiento hacia el rojo puede ocurrir cuando una fuente de luz se aleja de un
observador, correspondiéndose a un desplazamiento Doppler que cambia la frecuencia percibida de las ondas sonoras. Aunque la observación de tales desplazamientos hacia el
rojo, o su complementario hacia el azul, tiene numerosas aplicaciones
terrestres (p.ej. Radar Doppler y pistola radar) la espectroscopia
astronómica utiliza los
corrimientos al rojo Doppler para determinar el movimiento de objetos
astronómicos distantes.
En esta imagen podemos ver como la radiación
electromagnética, normalmente la luz visible, que se emite o refleja
desde un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro
electromagnético.
Ondas
sonoras y sonido
Las ondas sonoras son
ondas mecánicas longitudinales: mecánicas porque necesitan un medio
material para su propagación y longitudinales porque las partículas del medio
actúan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Ej.: Si hacemos el
vacío en una campana de vidrio en la que hay un despertador sonando, a medida
que va saliendo el aire el sonido se va apagando hasta que desaparece del todo.
Pueden propagarse en medios sólidos,
líquidos y gaseosos.
La propagación de una onda sonora
consiste en sucesivas compresiones y dilataciones del medio de propagación,
producidas por un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la onda el medio
experimenta variaciones periódicas de presión.
La
siguiente imagen nos muestra que para que una onda mecánica se pueda propagar
se necesita de un material para que las partículas del medio tengan una dirección.
Velocidad de
propagación del sonido
La velocidad a la que se propaga el
sonido no depende de su intensidad o cualidades, sino únicamente de las propiedades
del medio.
El sonido se propaga con mayor
velocidad en los medios más rígidos, por lo que la velocidad de propagación es
mayor en los sólidos que en líquidos y gases.
Cualidades
del sonido
Intensidad: Sensación asociada a la
forma en la que recibe el sonido el ser humano. Los sonidos pueden clasificarse
en fuertes o débiles, según su intensidad sea elevada o baja. El oído humano
puede detectar sonidos cuando la I es de al menos 10-12 W/m².
Sonidos con intensidad igual o superior a 1W/m² son audibles, pero provocan
dolor en los oídos.
- Tono o altura: de un sonido
indica si este es alto (agudo, muchas vibraciones por segundo) como el de un
violín o bajo (grave, pocas vibraciones por segundo) como el de un tambor.
Cuanto más baja sea la frecuencia más bajo será el tono y viceversa.
- Timbre: Permite distinguir
entre dos sonidos en los que la intensidad y la frecuencia son iguales, pero
que han sido emitidos por focos distintos. Normalmente, los sonidos no son
puros, es decir, las ondas no son perfectamente sinusoidales sino que el
resultado de varios movimientos periódicos superpuestos a la onda fundamental,
que se denominan armónicos o sobre tonos. Así, cada sonido procedente de un
instrumento musical o persona es una onda compuesta y tiene unas características
específicas que lo diferencian de las demás. El timbre depende de la forma de
la onda.
Aquí podemos ver las distintas formas de las
ondas y la forma en cómo se propagan.
BIBLIOGRAFIAS:
