Tipos de sismografos

Sismografo

Hay muchos tipos de sismógrafos, aunque todos se basan en unos pocos principios fundamentales. Han de poseer una masa, o parte principal, suspendida de tal forma que pueda permanecer quieta mientras su apoyo se mueve.

El péndulo simple es un sismógrafo, aunque no eficaz. Se ha usado el péndulo invertido, con su masa equilibrada en un punto y mantenida en posicidn por medio de muelles horizontales. El mecanismo mas usado es el pendulo horizontal. El funcionamiento de este mecanismo es similar al de una puerta de cierre automatico sujeta por dos goznes, de forma que el superior no se encuentra exactamente perpendicular al inferior; al abrirse la puerta, se eleva ligeramente y, al soltarse, se cierra con movimiento de balanceo. Si se sustituye el gozne inferior por un punzón que se apoya contra el soporte y al gozne superior por una ligadura de alambre, se elimina casi totalmente la fricción. Colocando en linea casi vertical los puntos de apoyo, se puede fácilmente alargar a 20 segundos el periodo natural de oscilación.
Hay un tipo reciente de sismógrafo que se utiliza especialmente para registrar terremotos cercanos; el pendulo de torsión , en el que se fija excentricamente una masa pequeña a lo largo de un alambre sometido a tension. Otra forma, llamada sismógrafo electromagnético, emplea una bobina de alambre como masa. El movimiento de esta bobina con respecto a un campo magnético induce una corriente eléctrica cuya intensidad es registrada por un galvanómetro.

Los instrumentos descritos registran solamente los componentes horizontales del movimiento de la Tierra y estan generalmente dispuestos por pares, que registran, uno de ellos, la componente norte-sur y el otro la componente este-oeste. Para registrar la componente vertical se sitúa una masa en equilibrio sobre un muelle y el movimiento se registra ópticamente o por métodos electromagnéticos. Se aumenta considerablemente la exactitud registradora del sismógrafo mediante el amortiguamiento, es decir, la introduccion de fuerzas que resistan al movimiento del péndulo y que son proporcionales a la velocidad de tal movimiento. El amortiguamiento reduce la oscilación natural del péndulo, capaz de falsificar el registro, sobre todo cuando el periodo natural del péndulo coincide con el de las ondas que se registran. El amortiguamionto reduce tambien la variación de la potencia amplificadora en las ondas de diferentes periodos. Estos dos efectos tienden a hacer del sismograma resultante una representación más autentica de los movimientos reales del suelo. El amortiguamiento puede ser mecánico, o bien magnético o electromagnético.

El poder amplificador de los sismógrafos es de 25 a 100 veces, pero pueden alcanzar hasta 1000 veces. Los movimientos registrados son a menudo tan pequeños que la unidad utilizada para expresarlos es l/1OOO de milímetro. El registro se hace en una hoja de papel enrollado sobre un tambor que gira a velocidad constante. Otra técnica involucra el uso de papel ahumado sobre el que presiona ligeramente un estilo, movido por un sistema adecuado de palancas. Es posible también, remplazar al estilo con un rayo de luz y el registro se traza sobra un papel fotosensible.

Los sismógrafos ordinarios no sirven para registrar fuertes movimientos terráqueos en la inmediata proximidad de un terremoto; para este fin se han ideado instrumentos especiales. Las tres componentes norte-sur, este-oeste y la vertical, debidamente amortiguadas, son registradas una al lado de la otra en la misma hoja de papel. El principal fin conseguido con este sismógrafo de movimientos violentos es lograr un registro de los movimientos terráqueos que sea útil a los ingenieros para diseñar estructuras capaces de resistir los daños ocasionados por los terremotos.

Los mejores sismógrafos de movimientos violentos registran solamente las aceleraciones pero a partir de estos registros se pueden calcular los otros elementos del movimiento. Los movimientos reales de un terremoto pueden ser reproducidos en una plataforma vibradora, sobre la que se monta un modelo funcionante de una estructura, de forma que se puedan analizar los efectos de un terremoto sobre ella sin esperar a que se produzca el terremoto verdadero.

Sismógrafo del Doctor Milne
El sismógrafo del doctor Milne consta de un pilar de hierro perpendicular a una plataforma triangular solidaria, sostenida por medio de tres tornillos de nivel. El péndulo es una varilla ligera de aluminio de 1m de longitud, la cual termina en el extremo opuesto a la masa por un espigón de ágata, por donde se apoya sobre una punta de acero que sirve de pivote, atornillada en el pilar de hierro. La masa (alrededor de 1kg) soportada por medio de un alambre de acero, cuyo otro extremo va a la parte superior del pilar. La masa no esta rígidamente unida al péndulo, por lo que se puede reducir el momento de inercia del mismo.
El ajuste consiste en hacer que el péndulo ocupe una posición horizontal y a lo largo de un linea previamente indicada. Uno de los tornillos de nivel tiene un paso de O,5mm y esta provisto de un indice que se desplaza sobre una graduación, con lo que es posible dar al aparato una inclinación. El registro tiene lugar de la manera siguiente: el brazo del pendulo lleva una plancha de aluminio colocada transversalmente al péndulo, y en el que hay una rendija horizontal; delante de ésta hay otra rendija vertical practicada en la caja del aparato. Un rayo de luz enviado desde la parte superior, después de pasar a través de las dos rendijas, será interceptado por el papel sensible colocado sobre el cilindro.

Sismógrafo Gray-Milne,1885.

Sismógrafo Aperiódico de Galitzin
El Sismógrafo aperiodico de Galitzin es de componente horizontal, con registro electromagnético. Consiste en una armadura metálica, sustentada por tres tornillos de nivel; lateralmente hay sistemas de imanes, de los cuales unos son los destinados al amortiguamiento y los otros al registro galvanométrico. La masa de 7 kg va unida rígidamente al péndulo; los tensores son alambres de acero y platino iridiado. El péndulo lleva en un extremo una placa de cobre que se desplaza entre los imanes de amortiguamiento y unas bobinas planas que se desplazan entre los imanes de registro galvanometrico; estas bobinas estan conectadas al equipo móvil de un galvanómetro Deprez-Arsonval. Los movimientos u oscilaciones del espejito del galvanómetro son registrados fotográficamente sobre un cilindro de papel sensible, colocado a la distancia da 1m, mediante un haz de rayos reflejado por el espejo. Como se precisan dos componentes, se deben colocar, uno al lado del otro y perpendiculares, dos aparatos, y si puede ser, con registros independientes.

Sismógrafo horizontal de Galitzin-Wilip

En el Sismógrafo Vertical Aperiadico de Galitzin con Registro Electromagnético el péndulo es remplazado por una armadura que sostiene la masa; esta armadura puede girar alrededor de un eje horizontal que, a fin de reducir el rozamiento esta constituido por dos pares de láminas de acero, colocadas perpendicularmente. La armadura, con la masa, esta sostenida por un muelle en espiral, cuyos puntos de enlace superior e inferior se pueden variar por medio de tornillos, que facilitan la colocación de la parte móvil en la posición conveniente.
La disposición de los imanes, tanto de los destinados al amortiguamiento como al registro galvanométrico, es análoga. El extremo del péndulo lleva la misma placa de cobre y armadura o bobina plana que los pendulos horizontales.

Fuente: Sismógrafo Electrónico de Bajo Costo