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ONDAS MECANICAS

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  • INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

    ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA

    Y ELCTRICA UNIDAD CULHUACAN

    TCNICAS DE GRABACIN Y REPRODUCCIN DEL SONIDO

    S I S M O L O G A

    T E S I N A

    QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

    INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA

    PRESENTAN:

    NAVA SNCHEZ IVN

    ORTIZ IBARRA LEANDRO

    ASESORES:

    ING. LUIS GERARDO HERNNDEZ SUCILLA

    ING. SERGIO VZQUEZ GRANADOS

  • INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

    UNIDAD CULHUACAN

    TRABAJO TERMINAL QUE GENERA EL TITULO: INGENIERO EN COMUNICACIONES

    Y ELECTRNICA POR LA OPCIN DE TITULACIN: SEMINARIO DENOMINADO: TCNICAS DE GRABACIN Y

    REPRODUCCIN DEL SONIDO VIGENCIA: FNS30697/10/2006 DEBERN DE REALIZAR: NAVA SNCHEZ IVN ORTIZ IBARRA LEANDRO S I S M O L O G A INTRODUCCIN. CAPITULO I. HISTORIA DE LA TIERRA CAPITULO II. HISTORIA GEOLGICA DE LA TIERRA CAPITULO III. CONTINENTES ANTIGUOS CAPITULO IV. LA TEORA DE LA TECTONICA DE PLACAS CAPITULO V. LOS VOLCANES CAPITULO VI. LOS TERREMOTOS CAPITULO VII. ONDAS SSMICAS CAPITULO VIII. SISMOS EN MXICO CAPITULO IX. CAMPO MAGNTICO DE LA TIERRA CAPITULO X. CAMPO MAGNTICO DE LA TIERRA CAPITULO XI. GRAVIMETRA CAPITULO XII. HIDRFONOS Y GEOFNOS CONCLUSIONES. ------------------------------------- -------------------------------------- Ing. Lus Gerardo Hernndez Sucilla Ing. Sergio Vzquez Granados

    ------------------------------------------------- M. en C. Hctor Becerril Mendoza Jefe de la Carrera de Ingeniera en

    Comunicaciones y Electrnica

  • INDICE CAPITULO TITULO PGINA

    INTRODUCCION 1 I HISTORIA DE LA TIERRA 2

    1.1.- Formacin de la Tierra 2 1.2.- Formacin del Sol y los planetas 2 1.3.- Slido, lquido y gaseoso 3

    II HISTORIA GEOLGICA DE LA TIERRA 4

    2.1.- Eones, Eras, Periodos y pocas geolgicas 5 2.2.- Documentacin de las Fechas del Pasado. 5 2.3.- Historia geolgica: el Precmbrico 6 2.4.- De bola incandescente a casa de la vida 6 2.5.- Historia geolgica: el Paleozoico 7 2.6.- La vida en el agua y en la tierra 8 2.7.- El Paleozoico: Devnico, Carbonfero y Prmico 9 2.8.- La Diversidad de la Vida 9 2.9.- Historia geolgica: el Mesozoico 10 2.10.- Aparicin de los Dinosaurios 11 2.11.-El Mesozoico: Jursico y Cretceo 11 2.12.- Esplendor y fin de los Dinosaurios 12 2.13.- Historia geolgica: el Cenozoico 13 2.14.- El Cenozoico: Oligoceno, Mioceno y Plioceno 14 2.15.- Historia Geolgica: el Cuaternario 16 2.16.- El Pleistoceno 16 2.17.- El Holoceno 17

    III CONTINENTES ANTIGUOS 18

    3.1.- Gondwana 18 3.2.- Pangea 19 3.3.- Columnas Estratigrficas. 19

    IV LA TEORIA DE LA TECTONICA DE PLACAS 22

    4.1.- Tectnica de placas 22 4.2.- Las bases de la teora 23 4.3.- Expansin ocenica 24 4.4.- Zonas de subduccin 25 4.5.- Formacin de Montaas: Los Plegamientos 25 4.6.- Las fuerzas que doblan la Tierra 26 4.7.- Pliegues, anticlinales y sinclinales 26 4.8.- Fallas De La Corteza Terrestre 27

  • 4.9.- Partes De Una Falla 28 4.10.- Tipos De Fallas 28 4.11.- Placas Lmites 29 4.12.- Lmites Divergentes 30 4.13.- Lmites Convergentes 30 4.14.- Costra Ocenica Encuentra Costra Continental: 30 4.15.- Costra Ocenica Encuentra Costra Ocenica: 31 4.16.- Costra Continental Encuentra Costra Continental: 32 4.17.- Lmites Transformantes 32 4.18.- Actividad Geolgica Separada De Las Placas Lmite 33

    V LOS VOLCANES 35

    5.1.- Erupciones volcnicas 35 5.2.- Magma y lava 36 5.3.- Tipos de volcanes 37 5.4.- Los cuatro tipos comunes 37 5.5.- Erupciones especiales 38

    VI LOS TERREMOTOS 39

    6.1.- Movimientos ssmicos 39 6.2.- Terremotos en el mar 41 6.3.- Tsunamis 41 6.4.- Dorsal ocenica 42 6.5.- Formacin de una dorsal 42 6.7.- Dorsal mezo atlntica 44 6.7.- Vulcanismo de dorsal ocenica 44

    VII ONDAS SISMICAS 46

    7.1.- Qu es una Onda? 46 7.2.- Ondas Elsticas. 46 7.3.- Ondas Senoidales. 47 7.4.- Representacin De Fourier 47 7.5.- Ondas de Cuerpo 48 7.6.- Ondas P. 48 7.7.- Ondas S. 49 7.8.- Ondas Convertidas. 51 7.9.- Coda. 53 7.10-. Ondas Superficiales 53 7.11.- Ondas De Rayleigh 54 7.12.- Ondas De Love 56 7.13.- Ondas Guiadas 56 7.14.- Modos Propios de la Tierra 57 7.15.- Fases Ssmicas Y Arribos 58

  • VIII SISMOS EN MXICO 59 8.1.- Cien Aos De Sismicidad En Mxico 59 8.2.- Justificacin 59 8.3.- Qu produce los Temblores en Mxico? 60 8.4.- Por qu se mueven las placas tectnicas? 61 8.5.- Las placas tectnicas y los sismos en Mxico 61 8.6.- Dnde ocurren los grandes temblores de Mxico? 62 8.7.- Sismos de Subduccin. 62 8.8.- Sismos Profundos. 64 8.9.- Sismos Corticales. 64 8.10.- Otros Sismos nter placa. 65 8.11.- Sismos en los ocanos. 65 8.12.- Un Catlogo de Sismos Moderados y Grandes Ocurridos

    en Mxico Durante el siglo XX. 66 8.13.- Algunas estadsticas. 67 8.14.- Catalogo de los sismos ms fuertes de Mxico (M>6.5) 68

    IX CAMPO MAGNTICO DE LA TIERRA 72

    9.1.- Origen del Campo Magntico Terrestre 72 9.2.- Variaciones del Campo Magntico Terrestre 73 9.3.- Magnetismo Planetario 73 9.4.- El Campo Magntico de la Tierra 74

    X GRAVIMETRA 79

    10.1.- Introduccin 79 10.2.- Historia 79 10.3.- Principio (Ley de gravitacin de NEWTON) 79 10.4.- El potencial y el campo gravitatorio de la Tierra 80 10.5.- La forma terica y la forma geomtrica de la Tierra 81 10.6.- Gravedad normal g0 82 10.7.- Sismgrafo 85 10.8.- Historia De Los Sismgrafos 85 10.9.- Concepto de un Sismgrafo 87 10.10..-Tipos de Sismgrafos 87

    XI HIDRFONOS Y GEOFNOS 90 11.1.- Historia 90 11.2.- Hidrfonos Direccionales 90 11.3.- Reflector 90 11.4.- Matrices 90 11.5.- Geofsica 91 11.6.- Gefonos 91 11.7.- Gefono Electromagntico 91 11.8.- Gefono de Reluctancia 92 11.9.- Gefono de Capacidad 93

  • 11.10.- Gefono Piezoelctrico 94 11.11.- Frecuencia Natural y Amortiguamiento de los Gefonos 95 11.12.- Caractersticas de La Ssmica de Refraccin

    y de Las Reflexiones Ssmicas 97 CONCLUSIONES 99 BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS 100

  • INTRODUCCIN

    A lo largo de la historia del hombre sobre la tierra se ha dado a conocer su entorno, esto a dado como consecuencia la aparicin de diferentes ramas de estudio dentro de la disciplina del conocimiento del hombre por decirlo de otra manera la ciencia.

    Muchos de los hallazgos que ha hecho el hombre han sido por mera casualidad y por el gran esfuerzo de hombres que ha lo largo de la historia han aportado un granito de arena a todo el conocimiento de nuestro planeta tierra y el universo que nos rodea.

    La Ingeniera a jugado un papel fundamental dentro de estos conocimientos y cientficos, hay que destacar que la Ingeniera junto con la Ciencia son las grandes armas del la evolucin tanto intelectual como tecnolgica del ser humano.

    Por su parte la ingeniera se ha dedicado a aplicar mtodos y formulas para resolver problemas y adems de ello innovar en los aspectos de aplicacin de la ciencia. Nosotros como ingenieros en comunicaciones y electrnica con la especialidad de acstica hemos querido aportar un granito de arena ha este conocimiento, realizando un trabajo de investigacin que abarca el tema de la SISMOLOGA.

    La sismologa dentro de la especialidad de acstica es en esencia el estudio de los terremotos y en esencia las ondas ssmicas que los producen partiendo de anlisis matemticos para poder comprenderlos y ver como actan en la corteza terrestre as de cmo poder prevenirlos en las nuevas estructuras que se deseen construir y por ende evitar en cierta medida la perdida de vidas la suceder una catstrofe como la que representa un terremoto.

    Pero no solo es la investigacin de los terremotos sino tambin es el estudio de las palcas tectnicas de la tierra y su comportamiento desde la creacin de la tierra hasta su actualidad y que nos deja saber que la tierra aun sigue movindose sobre un mar de magma que es la roca fundida, que emerge de los volcanes y es as como podemos ver que la corteza terrestre se comporta como una costra sobre este material liquido.

    As tambin ver las consecuencias del choque de las placas tectnicas y lo que provocan los volcanes al emerger, como tambin ver como es afectado el campo magntico de la tierra y sus consecuencias que puede tener en la vida sobre la tierra.

    Y por ultimo ver que instrumentos nos permiten monitorear a l movimiento de estas ondas ssmicas en la faz de la tierra

    - 1 -

  • 1.- HISTORIA DE LA TIERRA

    1.1.- Formacin de la Tierra

    La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tena poco despus de su nacimiento, hace unos 4.500 millones de aos. Entonces era un amasijo de rocas conglomeradas cuyo interior se calent y fundi todo el planeta. Con el tiempo la corteza se sec y se volvi slida. En las partes ms bajas se acumul el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmsfera.

    Agua, tierra y aire empezaron a interactuar de forma bastante violenta ya que, mientras tanto, la lava emanaba en abundancia por mltiples grietas de la corteza, que se enriqueca y transformaba gracias a toda esta actividad.