Ondas sísmicas: qué son, características y tipos

Las ondas sísmicas son vibraciones elásticas que se propagan a través de la Tierra debido a la liberación repentina de energía en su interior, generalmente causada por movimientos tectónicos, como terremotos o erupciones volcánicas. En estas situaciones, el movimiento relativo de los bloques desencadena una liberación repentina de energía en todas direcciones que se traduce en trabajo y calor.

Estas ondas transportan energía desde el foco del sismo, donde ocurre la ruptura, hacia la superficie terrestre y otras áreas internas del planeta. En función del tipo de material litológico, la velocidad de propagación de las ondas sísmicas varía. De esta manera, los materiales más rígidos, homogéneos y densos transmiten con mayor facilidad las ondas sísmicas. Según el tipo de ondas que se consideren pueden o no traspasar los materiales implicados, lo que proporciona información adicional sobre las características de las rocas del subsuelo.

Las ondas sísmicas se detectan y miden utilizando sismómetros, instrumentos sensibles que registran las vibraciones del suelo. Estudiar aspectos de la onda como la frecuencia, el periodo, la polaridad de la primera llegada nos permiten observar diferencias de velocidad y otras peculiaridades de las ondas. La información obtenida de estos registros es fundamental para estudiar la estructura interna de la Tierra y para comprender los procesos geológicos que ocurren en su interior.

En estos artículos de GEOenciclopedia puedes aprender sobre las Diferencias entre sismos, temblores y terremotos y la Erupción volcánica.

Las ondas sísmicas se dividen en dos categorías principales: ondas de cuerpo y ondas superficiales. Las ondas de cuerpo viajan a través del interior de la Tierra, mientras que las ondas superficiales se desplazan a lo largo de su superficie. Estas últimas son las que producen mayor destrucción, sobre todo en terrenos poco consolidados o saturados en agua, como ocurre durante la licuefacción del terreno. A continuación, se describen las características más significativas de cada tipo de onda sísmica:

Ondas de cuerpo

• Ondas P (Primarias): también conocidas como ondas longitudinales u ondas de presión, son las primeras en ser detectadas por los sismómetros después de un evento sísmico. Se propagan a través de sólidos, líquidos y gases, moviendo las partículas del medio en la misma dirección en que se propaga la onda. Su velocidad es la más alta entre todas las ondas sísmicas, lo que les permite llegar primero a las estaciones sismográficas. La velocidad de las ondas P dependen de las propiedades del material a través del cual viajan, siendo mayor en rocas densas y rígidas.
• Ondas S (Secundarias): conocidas como ondas transversales o de cizalla, las ondas S son más lentas que las ondas P y solo pueden propagarse a través de sólidos. Las partículas del medio se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda, generando un movimiento de cizalla. Debido a su incapacidad para viajar a través de líquidos y gases, las ondas S son útiles para identificar la presencia de líquidos en el interior de la Tierra, como el núcleo externo.

Ondas superficiales

• Ondas de Rayleigh: estas ondas producen un movimiento elíptico retrógrado en la superficie terrestre, similar a las olas en el agua. Su velocidad es menor que la de las ondas P y S, pero pueden ser muy destructivas debido a su mayor amplitud y al movimiento complejo que inducen en las edificaciones.
• Ondas de Love: caracterizadas por un movimiento horizontal perpendicular a la dirección de propagación, las ondas de Love solo afectan a la superficie terrestre y son especialmente dañinas para estructuras debido a su movimiento de cizalla horizontal. Al igual que las ondas de Rayleigh, tienen una velocidad menor que las ondas de cuerpo.

Las ondas sísmicas se clasifican según su forma de propagación y los medios que atraviesan:

Ondas P (Primarias)

Como se mencionó anteriormente, las ondas P son ondas de cuerpo que se desplazan más rápido que las otras ondas sísmicas y pueden moverse a través de sólidos, líquidos y gases. Son las primeras en ser detectadas tras un sismo y proporcionan información crucial sobre la estructura interna de la Tierra.

Ondas S (Secundarias)

Estas ondas de cuerpo son más lentas que las ondas P y solo viajan a través de sólidos. La diferencia en velocidad entre las ondas P y S es utilizada para localizar el epicentro de un terremoto y para inferir la composición del interior terrestre. Sin embargo, no es posible localizar el origen del sismo con los datos de una sola estación sísmica. Con la ayuda de al menos tres estaciones no alineadas se puede fijar el epicentro del terremoto. Con estos datos se puede establecer el punto de corte entre los círculos resultantes para establecer el hipocentro.

Ondas de Rayleigh y Love

Las ondas superficiales, incluyendo las de Rayleigh y Love, son responsables de la mayoría de los daños durante un terremoto debido a su alta amplitud y movimientos complejos. Su estudio ayuda a entender mejor los efectos sísmicos en la superficie terrestre y a diseñar estructuras más resistentes.

Desde una perspectiva geológica, las ondas sísmicas son ampliamente utilizadas para estudiar la estructura interna de la Tierra. Los métodos de estudio habituales son las tomografías sísmicas, la sismología de reflexión, refracción y de ondas superficiales.

En el caso de las tomografías sísmicas, se recogen los tiempos de llegada de las ondas P y S, que se someten a técnicas matemáticas de inversión para sacar las diferencias de velocidad de las ondas, para intuir diferencias de composición y temperatura en los materiales subterráneos. Esta técnica se ha utilizado para localizar las plumas mantélicas del manto terrestre.

En resumen, las ondas sísmicas son fundamentales para el estudio de la geología y la sismología, proporcionando información muy valiosa sobre la dinámica y estructura interna de nuestro planeta. Con la ayuda de tecnologías modernas y el análisis detallado de estas ondas, los científicos pueden mejorar la predicción y mitigación de los efectos de los terremotos, contribuyendo a la seguridad y preparación ante desastres naturales.

Ahora que ya sabes qué son las ondas sísmicas, sus características y tipos, te recomendamos la lectura de estos otros artículos acerca de Los terremotos más fuertes de la historia y los Desastres naturales: qué son, tipos, ejemplos y cómo prevenirlos.

Si deseas leer más artículos parecidos a Ondas sísmicas: qué son, características y tipos, te recomendamos que entres en nuestra categoría de Los Desastres Naturales.