Acelerógrafo

Un acelerógrafo puede denominarse instrumento de medición de movimientos fuertes o sismógrafo , o simplemente acelerómetro sísmico . Generalmente se construyen como una caja autónoma que antiguamente incluía un registrador de papel o película ^{[ 1 ]} (un instrumento analógico), pero ahora suelen registrar directamente en medios digitales y luego los datos se transmiten a través de Internet . ^{[ 2 ]}

Los acelerógrafos son útiles cuando el movimiento sísmico del suelo es tan intenso que provoca que los sismómetros más sensibles pierdan precisión. Existe toda una ciencia dedicada al estudio de los movimientos sísmicos intensos , que analiza las vibraciones en las proximidades de los terremotos (aproximadamente a unos 100  km de la ruptura de la falla).

Los acelerógrafos registran la aceleración del suelo con respecto al tiempo. Este registro se denomina a menudo acelerograma, registro de movimiento fuerte o historial de aceleración en el tiempo. A partir de este registro, se pueden calcular medidas de intensidad de movimiento fuerte (IM, también llamadas parámetros). ^{[ 3 ]} La más simple de las cuales es la aceleración máxima del suelo (PGA). Otras IM incluyen la intensidad de Arias , la velocidad máxima del suelo (PGV), para la cual el acelerograma debe integrarse una vez, y el desplazamiento máximo del suelo (PGD), para el cual se requiere una doble integración. A menudo se calcula un espectro de respuesta para mostrar cómo el terremoto afectaría a estructuras de diferentes frecuencias o periodos naturales. Estas observaciones son útiles para evaluar el riesgo sísmico de un área.

Además de sus aplicaciones en ingeniería, los acelerogramas también son útiles para el estudio de los terremotos desde un punto de vista científico. Por ejemplo, se pueden usar para reconstruir la historia detallada de la ruptura a lo largo de una falla durante un terremoto, lo cual no sería posible con los sismogramas de instrumentos estándar, ya que estarían demasiado lejos para resolver los detalles. Un ejemplo de una red de acelerógrafos establecida para mejorar el conocimiento de la vibración sísmica cercana a la fuente, así como la propagación de la ruptura sísmica, es el Experimento de Parkfield, que involucró un conjunto masivo de instrumentación para el registro de movimientos fuertes. ^{[ 4 ]}

Dentro del acelerógrafo, hay una disposición de tres cabezales sensores de acelerómetro . En los instrumentos de bajo costo recientes, estos suelen ser chips micromecanizados ( MEMS ) sensibles a una sola dirección. ^{[ 5 ]} De esta manera, el acelerómetro puede medir el movimiento completo del dispositivo en tres dimensiones.

A diferencia de los sismómetros, que registran datos continuamente, los acelerómetros casi siempre funcionan en modo activado. Esto significa que se debe establecer un nivel de aceleración para iniciar el proceso de registro. Para los instrumentos analógicos y los digitales más antiguos, esto dificulta mucho el mantenimiento sin una conexión directa a Internet (u otro medio de comunicación). En muchas ocasiones, tras un gran terremoto, se han realizado visitas a acelerómetros solo para descubrir que la memoria estaba llena de ruido externo o que el instrumento no funcionaba correctamente.

Los acelerómetros se utilizan para monitorear la respuesta de las estructuras a los terremotos. El análisis de estos registros, junto con la vibración registrada en la base de la estructura, puede mejorar el diseño de los edificios mediante la ingeniería sísmica .