Sensor

El sismógrafo es para los sismólogos, lo que el telescopio es para los astrónomos: una herramienta para escudriñar en regiones inaccesibles (las estrellas para los últimos; el interior de nuestro planeta para los primeros.). Para captar y registrar los movimientos del suelo, lo ideal sería encontrar un punto de referencia que permaneciera completamente quieto durante un temblor, lo que probablemente, sólo exista fuera de nuestro planeta. Sin embargo, conocemos ciertas propiedades de los cuerpos, como la inercia, por la cual sabemos, que un cuerpo en reposo, entre más pesado sea (mayor masa), más dificil será ponerlo en movimiento. Esta es la primera propiedad en que se basan los sensores utilizados en Sismología y con los cuales se captan el movimiento del suelo. Colocando entonces una masa pesada, dentro de un armazón por medio de un sistema apropiado de resortes, puede lograrse que dicha masa permanezca prácticamente quieta, cuando el armazón, fijado al suelo, se mueva conjuntamente con éste. Puede verse que éste sistema, sólo nos permite captar el movimiento, en una sola dirección; en el caso de la figura, la dirección vertical.

Ahora bien, el voltaje que sale del sensor, tiene en general una amplitud muy pequeña, por lo que es necesario amplificarla y registrarla en algún medio (papel, fotografía, computador, etc), por lo que la otra parte esencial de un sismógrafo es el registrador.

Registrador analógico

Registrador digital

masa

Desde comienzos del siglo pasado, se sabe que existe una relación estrecha entre la electricidad y el magnetismo, que aunque son fenómenos que en sí no se observan, sí podemos ver y sentir sus efectos (los imanes atraen fragmentos de hierro; la corriente eléctrica hace funcionar diversos aparatos, etc.). Es bien sabido, que la corriente eléctrica en un conductor lleva consigo asociada un campo magnético y a su vez, cuando un conductor, como un alambre de cobre, se mueve en un campo magnético (cortando las líneas magnéticas), se induce en sus extremos, una diferencia de potencial o voltaje En cierto tipo de sensores, se utiliza ésta última propiedad, de tal modo que Conductor en la masa pesada, viene conformada por N movimiento un imán permanente muy fuerte, de forma cilíndrica, el cual se ancla a una S Líneas del armazón cilíndrica, por medio de un imán campo sistema apropiado de resortes. En los magnético extremos del imán, donde existe mayor concentración de líneas magnéticas y mejor disposición para su corte, se sitúa una bobina (conductor de alambre de bobina cobre, enrollado en forma cilíndrica) y la cual se fija a la armazón, que a su vez se coloca encima del suelo. Cuando ocurre un temblor, la armazón se mueve al unísono con el suelo y por ende la bobina, mientras que el imán, imán V debido a su gran masa, permanece Imán permanente en forma cilíndrica, quieto. La bobina en su movimiento, con un conductor en espiral en su corta entonces las líneas magnéticas y extremo, que al moverse, induce en se induce en ella un voltaje. los extremos de la bobina, un voltaje.

Radio receptor

OFICINA

CAMPO

armazón

suelo

Radio transmisor

sensor

El registro del movimiento del suelo (en nuestro caso, del voltaje que sale del sensor), puede hacerse de forma continua, análogamente (“al mismo vaivén”) con el movimiento del suelo (registradores analógicos), o bien, en intervalos de tiempo determinados, dicho voltaje puede convertirse en números que se introducen a un computador (registradores digitales).

Cuando se posee una red sismológica de pequeña dimensión, en donde la distancia entre los sensores es de unos pocos kilómetros, la diferencia en el tiempo de llegada de las ondas sísmicas a cada uno de los sensores, es de sólo unas décimas de segundo, por lo que si se quiere obtener buenas localizaciones de los sismos, las lecturas deben tener una precisión cercana a las centésimas de segundo. Para lograr lo anterior, es indispensable tener un control del tiempo lo más preciso posible, por lo menos del orden de las milésimas de segundo. Los sismólogos utilizan relojes especiales, que captan la señal horaria que es transmitida bien sea por ondas de radio en la banda de onda corta, o bien por medio satelital. Esta señal horaria, posee generalmente una precisión de una milésima de segundo y es enviada al mismo instante, a todos los registradores, ya sean analógicos o digitales. Estos aparatos permiten registrar la marca del tiempo, ya sea cada segundo, cada 10 segundos o bien cada minuto, a voluntad del operador.

Marca del tiempo Ejemplo del registro analógico de un sismo.

Ejemplo del registro digital de un sismo. 12:15 OLLE

El sensor necesariamente debe estar ubicado en el campo, pero en general es conveniente tener todos los registradores en un solo sitio. Para lograrlo es necesario enviar la señal del sensor a traves de un medio adecuado, hasta el sitio que se haya escogido para los registradores. Uno de estos métodos utiliza ondas de radio, de tal modo que la señal del sensor, amplificada, se transmite de un modo similar como lo hacen las radiodifusoras, preferencialmente en FM ( sistema telemétrico o telemetría ). Este sistema tiene la inmensa ventaja, de poder registrar al mismo tiempo y en un solo sitio, las señales de todos los sensores que conforman una determinada red sismológica, permitiendo así, una vigilancia sísmica al instante y continua.

RECI

ALF2

Puede verse que una red sismológica telemétrica, en la cual los registradores están ubicados todos en el mismo sitio, posee la ventaja adicional de facilitar la inclusión instantánea de la señal del tiempo, simultáneamente en todos los registros, agilizando y mejorando, las localizaciones de los sismos.

Material didáctico, preparado por el personal de la sala de sismógrafos.