. Mtodos ssmicos4.1 Sismologa / 4.2 Historia / 4.3 Fundamentos tericos / 4.4 Comportamiento de ondas ssmicas incidentes en interfases / 4. Mtodo de refraccin / 4.! "e#e$iones ssmicas / 4.% &efonos / 4.' Caractersticas de la ssmica de refraccin ( de las re#e$iones ssmicas / 4.) *+emplos 4.7 GefonosGefono electromagntico \ Gefono de reluctancia \ Gefono de capacidad \ Gefono piezoelctrico \ Frecuencia natural y amortiguamiento de los gefonos Generalmente en la superfcie terrestre frme se detecta el movimiento de las partculas generado por una fuente energtica relacionando la velocidad de la partculas con el tiempo. El gefono es la unidad en contacto directo con la superfcie terrestre !ue convierte el movimiento de la "ierra generado por un tiro por e#. en se$ales elctricas. %asi todos los gefonos empleados para la prospeccin ssmica a partir de la superfcie terrestre frme son de este tipo electromagntico. &as se$ales se introduce en un sistema instrumental !ue entrega la presentacin de la informacin geolgica del su'suelo como producto fnal. (sualmente esta presentacin es una seccin por el su'suelo a lo largo de un perfl !ue se 'asa en los datos detectados y corregidos. En operaciones su'marinas se o'serva la variacin de la presin !ue resulta del paso de las ondas ssmicas por el agua. El instrumento de deteccin empleado es el )idrfono. * partir de la superfcie terrestre frme en la refracciones ssmica se utilizan los gefonos sensi'les a vi'raciones entre + y ,-- ciclos per segundos .cps/ en las re0e1in ssmicas se utilizan los gefonos sensi'les a vi'raciones entre ,- y ,+- cps.El gefono slo responde a la componente vertical del movimiento del suelo. &os gefonos funcionan seg2n los mismos principios !ue a!uellos de los sismgrafos !ue se emplean para el registro de las ondas ssmicas generadas por un terremoto o un tem'lor. %omo se !uiere registrar los movimientos del suelo de un orden de ,-34cm 5 ,-3,-m 5 -,nm los gefonos est6n e!uipados con amplifcadores y registros elctricos. 7e distinguen los siguientes tipos de gefonos 8 los gefonos electromagntico de reluctancia varia'le de capacidad piezoelctrico o tipo de presin.Gefono electromagnticoEl gefono electromagntico es el m6s sencillo y el m6s empleado de los variostipos de gefonos. 7e constituye de una 'o'ina y de un im6n. (no de estos doselementos est6 f#ado rgidamente con respecto a la superfcie terrestre de tal manera !ue se mover6 #unto con la superfcie terrestre en repuesta a los movimientos ssmicos. El otro es el elemento inerte y cuelga su#etado por un resorte en un soporte f#o. En la fgura 4., la 'o'ina est6 su#etada rgidamente con respecto a la superfcie terrestre y el im6n !ue cuelga su#etado por un resorte en el ca#n es el elemento inerte. %ual!uier movimiento relativo entre la 'o'ina e el im6n produce una fuerza electromotriz entre los terminales de la 'o'ina. El volta#e correspondiente a esta fuerza electromotriz es proporcional ala velocidad del movimiento. En la mayora de los gefonos construidos para la prospeccin ssmica .vase fg./ la 'o'ina presenta el elemento inerte y el im6n forma una parte del ca#n!ue se mueve si la superfcie en !ue se u'ica el ca#n se mueve. &a sensi'ilidad del gefono depende de la fuerza del im6n de la cantidad de espiras de la 'o'ina y de la confguracin del sistema. El tama$o de los gefonos electromagnticos no so'resale la altura de ,-cm. Gefono de reluctanciaEl gefono de reluctancia varia'le .vase fg.siguiente/ se constituye de un sistema de 'o'ina y armadura siendo el elemento inerte y de una pare#a de imanes permanentes alineados en oposicin magntica y separados entre s por un espacio de aire. &os imanes !ue est6n unidos con una ca#a por medio de un resorte presentan el elemento rgido movindose con las partculas de la superfcie terrestre de'ido a un evento ssmica. En la posicin del e!uili'rio los dos entre)ierros son iguales y los circuitos magnticos de los imanes superior einferior al tener fuerzas electromotrices opuestas pero del mismo valor se anulan e1actamente no pasa un 0uido electromagntico por la armadura. En un desplazamiento de su posicin de e!uili'rio los dos entre)ierros no son iguales y la reluctancia del circuito magntico formado por el im6n superior y laarmadura no es igual a la reluctancia del circuito generado por el im6n inferior y la armadura. 9or lo tanto pasar6 un 0u#o electromagntico por la armadura y la 'o'ina producir6 una fuerza electromotriz a medida !ue este 0u#o vare. El m61imo de variacin tiene lugar cuando la armadura pasa por la posicin de e!uili'rio y el volta#e inducido tiene su valor m61imo. En la posicin del desplazamiento m61imo el volta#e es cero. Este tipo de gefono responde a la velocidad por consiguiente su se$al de salida est6 desfasada :-; con respecto al desplazamiento de las partculas movindose de'ido a un evento ssmico. Gefono de capacidadEn este gefono .vase fg. siguiente/ el elemento inerte una masa est6 f#ada a una de las placas de un condensador y la otra placa del condensador es f#o con respecto al suelo. El movimiento del suelo causa una variacin de la capacidad del condensador y por consiguiente se produce una variacin de la capacidad del condensador. En un tipo de estos gefonos la capacidad varia'le altera la sintonizacin y por lo tanto la potencia de salida de un circuito oscilatorio. En un otro tipo la variacin de la capacidad regula el volta#e de re#illa del primer paso de un amplifcador como lo sucede en un microscopio electrost6tico. &a salida de corriente es proporcional al desplazamiento si la frecuencia natural est6 por de'a#o de la gama de frecuencias ssmicas !ue )ayan de ser registradas. Gefono piezoelctricoEn el gefono piezoelctrico .vase fg. siguiente/ un peso descansa so're una 'atera de placas )ec)as de alg2n material piezoelctrico sensi'le a la presin tal como cuarzo turmalina titanito de 'ario !ue fueron cortados paralelamente a sus e#es pticos o como un material cer6mico de la misma caracterstica. (na aceleracin del suelo )acia arri'a como est6 indicado en la fgura siguiente aumentar6 el peso aparente de la masa y en consecuencia su'ir6 la presin !ue act2a en los cristales piezoelctricos.(na aceleracin del suelo )acia a'a#o disminuir6 el peso aparente de la masa y en consecuencia lapresin e#ercida a las placas. &a variacin de la presin induce variaciones de volta#e en las placas. 7e mide las aceleraciones en lugar de los desplazamientos .gefono de capacidad/ o de las velocidades .gefonos electromagntico y de reluctancia/. Frecuencia natural y amortiguamiento de los gefonos%ada detector ssmico sea construido para detectar terremotos naturales o para registrar las ondas ssmicas generadas en la prospeccin ssmica se caracteriza por un perodo de oscilacin natural !ue depende de la masa y de la fuerza restauradora de la suspensin el6stica del resorte. En un gefono electromagntica el perodo de oscilacin natural " depende de la masa m del elemento inerte .en la fg.43, el im6n en el segundo e#emplo la 'o'ina/ y de la 0e1i'ilidad del resorte < .sti=ness coe>cient/. &a 0e1i'ilidad del resorte se e1presa por medio de una constante de proporcionalidad !ue relaciona la fuerza !ue act2a en el resorte con la elongacin correspondiente a esta fuerza. &a frmula siguiente e1presa la relacin arri'a e1plicada8" 5 ?1.pi/ .m@